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美科学家研制成功新型纸电池

发布时间:2020-02-19 06:18:10 阅读: 来源:岩棉板生产家厂家

美科学家近日研制成功一种纸般轻薄又十分柔韧的电池。该种电池有望成为一种集柔韧、便宜及环保于一身的新型能源。相关论文在线发表于本周的《美国国家科学院院刊》(PNAS)上。

传统的电池具有三个要素:由阴阳离子组成的电解液、两个由不同材料构成的电极以及一个能让阴阳离子通过向相反方向运动的隔离膜。很多科学家都曾试图制造体积更小、更柔韧的电池,但均未取得大的突破。很大一部分原因在于,很难将电池的这几个要素组合到更薄的材料中去。

在最新的研究中,美国伦斯勒理工学院(Rensselaer Polytechnic Institute)的化学家Robert Linhardt、材料学家Pulickel Ajayan以及工程师Omkaram Nalamasu领导研究小组将纤维素作为了新的实验对象。他们将用来造纸的纤维素溶解在盐溶液里,加入碳纳米管并使混合物干燥。由此产生一种似纸的薄膜,一面为白色,另一面因含有碳纳米管而呈现黑色。研究小组接下来用六氟磷酸锂(lithium hexafluorophosphate)溶液将纤维素浸湿,并用金属锂覆盖薄膜的白色面。一种新型纸电池诞生了,碳纳米管和金属锂分别代表两个电极,所用溶液提供了电解液,而纤维素的作用就类似于隔离。

在2伏的电压下,这种新型纸电池每克能产生10毫安的电流。研究人员用这种电池能够带动电扇及点亮二极管灯泡。若将多个这种电池叠放在一起,能量也会成倍增加。Linhardt表示,与其它类的柔韧电池不同,这种纸电池是十分完整的。

这种电池的好处还有很多。在-70—150摄氏度的温度区间,它都能正常使用。它保留了纸的柔韧性,又因为90%都是纤维素,所以批量生产将十分便宜。另外,它的毒性很小,很适合在起搏器等医疗器械上使用。

加拿大艾伯特大学的电子工程师Sandipan Pramanik对此项发明评价甚高,称其十分鼓舞人心。他认为,该种新型电池也将会给手机和笔记本电脑提供更好的能源,不过研究人员还需要找到一种合适的大规模生产的方法。

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