作者:阿尔伯特·米兰因 来源:《纳米快报》 发布时间:2009-10-29 11:08:48
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科学家研制出海藻纤维素电池

 
最近,瑞典科学家用海藻的纤维素制造出了像纸一样纤薄、轻巧、柔韧的电池,可用来追踪产品从产地到货架的行踪,或用来追踪通过机场安检的行李的行踪。相关研究发表在最新一期的《纳米快报》(Nano Letters)上。
 
电池依靠电化学反应工作,每一个电池包含两个电极(阴极和阳极),这两个电极浸没在电解液中。目前广泛应用于手机和手提电脑中的锂电池的阳极由碳组成,阴极由氧化锂钴组成,其溶在含有锂盐的有机电解液中。当电池被通上电时,电子朝阴极进发,迫使带正电的锂离子远离阴极,进入阳极,当电池放电时,电流让锂离子离开阳极返回到阴极。
 
瑞典乌普萨拉大学的阿尔伯特·米兰因和同事发明的电池由海藻中提取的纤维素制成(纸张是由树木或者棉花中提取的纤维素制成)。海藻纤维素的纤维更加纤细,会使电池的表面积更大,使其能够存储更多电荷。
 
然而,纤维本身并不能导电,米兰因团队使用了一种常见的导电聚合物聚吡咯(polypyrrole)来包住纤维。聚吡咯通常为无定型黑色固体,不溶不熔,在200℃时会分解,能导电。研究人员将其浸入海藻纤维中,产生了一个能够导电的混合物。接着,他们在这种合成物中制造出新电池的两极,用浸过盐水的滤纸作为电解质。
 
这种新型电池由两个纤维素电极及夹在其间浸过盐水的滤纸构成,看起来就像一个三明治,两个纤维素电极位于两块载玻片之间。两极上附有铂带与外界形成导电接触。在聚吡咯内发生的化学变化存储和释放电量,分子在其中以两种形态存在,也就是术语所称的“氧化状态”和“还原状态”,当这两种状态的分子形成回路时,即产生电流。该电池可在几秒内完成充电,而且充放电100次后的性能也不会出现较大的损耗。
 
米兰因博士正在为这种科技成果寻找商业“娘家”。目前,海藻电池的效率仅为锂离子电池的三分之一,其虽然还不能替代锂电池,但也有独特的用武之地,既可用于带有小型无线电装置的行李标签,利用发出的信号让行李监管者追踪到行李的位置;也可用于“智能”包装材料,比如带电子显示屏的包装盒。另外,米兰因博士的电池也可为最近研制成功的纸基晶体管组件充电。(来源:科技日报 刘霞)
 
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