這看起來就像是《回到未來》里布朗博士車庫裡搗鼓出來的玩意兒：一種用貧鈾製成的可充電電池。但這確實就是日本的研究人員做出來的東西。

日本原子能研究開發機構（JAEA）的科學家們表示，他們的鈾電池可以作為大容量鋰離子電池的潛在替代品，幫助像風力和太陽能發電廠這樣的可再生能源提供穩定的能源輸出。他們還提到，這是世界上首個此類電池，並且他們已經驗證了其充放電效能。雖然這項技術仍處於研發的早期階段，但它有望將核廢料轉化為一種資源。

日本的核電產業遺留下來了1.6萬噸貧鈾，這些貧鈾是核燃料生產過程中產生的副產品。相比之下，美國能源部儲存了大約75萬噸貧鈾（https://www.nrc.gov/waste/llw-disposal/decision-support/uw-streams/bg-info-du.html）。

要將鈾用作反應堆中的燃料，它需要經過濃縮過程，這一過程會產生濃縮鈾和貧鈾，貧鈾中可裂變的鈾 – 235同位素含量較低。貧鈾具有微弱的放射性；然而，其化學毒性與天然鈾類似，高劑量時會損害腎臟。儘管如此，由於貧鈾密度大，它仍有很多用途，包括用於穿甲彈以及醫療領域的輻射防護。現在，日本原子能研究開發機構（JAEA）的研究人員稱，貧鈾也可用於製造電池。

日本原子能研究開發機構在 3 月份宣佈了這一研發成果，並提供了該電池技術的大致輪廓。雖然該機構拒絕透露關於這項技術的更多詳細資訊的論文將於何時、在何處發表，但他們確認了一些方面。具體來說，這個原型是一種液流電池，這是一種已被提議用於風能和太陽能等間歇性可再生能源的儲能形式。液流電池將能量儲存在兩個裝有液體電解質溶液的容器中，一個帶正電，另一個帶負電，容器越大，儲能容量就越大。

這些溶液被泵入電池組中，在那裡它們會在電極處發生反應併產生電能。在這個原型電池中，鈾被用作負極的活性材料，而鐵則被用作正極的活性材料。該電池的電解質溶液是一種有機溶劑和一種既含有正離子又含有負離子的鹽的混合物，這種混合物在100攝氏度以下的溫度下呈液態。

大約25年前，東北大學的Yoshinobu Shiokawa以及京都大學的Hajimu Yamana和Hirotake Moriyama就曾提出過可充電鈾電池的構想。據日本原子能研究開發機構（JAEA）的助理首席研究員Kazuki Ouchi稱，在新原型的設計中加入鐵元素是關鍵所在。具體來說，使用處於不同氧化態的鐵離子有助於穩定電解液。將鐵用作電解液是這項發明的關鍵部分。透過將鐵電解液和鈾電解液相結合，日本原子能研究開發機構的研究人員在原型設計中實現了1.3伏的電壓。

該原型的單電池電壓為1.3伏，接近常見的1.5伏鹼性電池的電壓，並且它能夠點亮一顆小的發光二極體（LED）。研究人員稱，該電池進行了10次充放電，在此期間其效能幾乎沒有變化，這表明其迴圈效能相對穩定。

在充放電迴圈過程中，鈾電解液的顏色從綠色變為紫色，然後又變回綠色，這反映出鈾處於不同的氧化態。

當被問及使用貧鈾所涉及的安全問題時，該團隊表示，透過適當的防護措施可以解決這些擔憂。

Kazuki Ouchi說：“由於此次研究中的原型電池是實驗室規模（大約3毫升電解液），其中鈾的放射性並不是問題。鈾的放射性相對較低，但也不可忽視。” 該團隊計劃評估電池釋放的放射性劑量，並研究針對更大容量設計的防護結構。

目前，該研究團隊正在研發包括電極在內的液流電池，以製造出更高容量的電池。這種更大容量的設計將使用650噸鈾，容量可達3萬千瓦時，大致相當於日本3000戶家庭的日用電量。

牛津大學工程科學教授David Howey專門研究電池技術，但並未參與這項研究。他表示：“鈾電池的概念作為一個測試非水電解液效能的案例，或許能帶來一些有趣的見解，但它也存在重大問題，包括鈾的安全性和重量問題。”

這種電池還將面臨與現有技術的激烈競爭。“現有的固定儲能技術，比如鋰離子電池和液流電池，已經經過了多年的研發和規模化發展，因此，根據萊特法則（Wright’s law，即隨著產量的增加成本會下降這一現象），它們在成本方面比新技術更具競爭力。” Howey說道。

Howey還補充道：“任何新技術都必須能在生產規模擴大時實現成本大幅降低，而在這種情況下，並不清楚鈾電池要如何實現這一點，也不確定它在環境和政治層面是否能被接受。”

Kazuki Ouchi表示，在那些將核能發電作為能源政策基礎的國家，隨著發電量的增加，預計未來貧鈾的數量也會增多，這將為這種型別的電池提供穩定的原材料來源。