美科學家近日研制成功一種紙般輕薄又十分柔韌的電池。該種電池有望成為一種集柔韌、便宜及環(huán)保于一身的新型能源。相關論文在線發(fā)表于本周的《美國國家科學院院刊》(PNAS)上。
傳統(tǒng)的電池具有三個要素:由陰陽離子組成的電解液、兩個由不同材料構成的電極以及一個能讓陰陽離子通過向相反方向運動的隔離膜。很多科學家都曾試圖制造體積更小、更柔韌的電池,但均未取得大的突破。很大一部分原因在于,很難將電池的這幾個要素組合到更薄的材料中去。
在最新的研究中,美國倫斯勒理工學院(Rensselaer Polytechnic Institute)的化學家Robert Linhardt、材料學家Pulickel Ajayan以及工程師Omkaram Nalamasu領導研究小組將纖維素作為了新的實驗對象。他們將用來造紙的纖維素溶解在鹽溶液里,加入碳納米管并使混合物干燥。由此產(chǎn)生一種似紙的薄膜,一面為白色,另一面因含有碳納米管而呈現(xiàn)黑色。研究小組接下來用六氟磷酸鋰(lithium hexafluorophosphate)溶液將纖維素浸濕,并用金屬鋰覆蓋薄膜的白色面。一種新型紙電池誕生了,碳納米管和金屬鋰分別代表兩個電極,所用溶液提供了電解液,而纖維素的作用就類似于隔離膜。
在2伏的電壓下,這種新型紙電池每克能產(chǎn)生10毫安的電流。研究人員用這種電池能夠帶動電扇及點亮二極管燈泡。若將多個這種電池疊放在一起,能量也會成倍增加。Linhardt表示,與其它類的柔韌電池不同,這種紙電池是十分完整的。
這種電池的好處還有很多。在-70—150攝氏度的溫度區(qū)間,它都能正常使用。它保留了紙的柔韌性,又因為90%都是纖維素,所以批量生產(chǎn)將十分便宜。另外,它的毒性很小,很適合在起搏器等醫(yī)療器械上使用。
加拿大艾伯特大學的電子工程師Sandipan Pramanik對此項發(fā)明評價甚高,稱其十分鼓舞人心。他認為,該種新型電池也將會給手機和筆記本電腦提供更好的能源,不過研究人員還需要找到一種合適的大規(guī)模生產(chǎn)的方法。(
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