瑞典研制出可充電“紙電池”：能折疊能防水

　　據英國《每日郵報》報道，瑞典科學(xué)家近日研制出了一種能作為電池的“紙”，其效率之高，所儲存的電能可以和市場(chǎng)上最好的超級電容電池相媲美。

　　這是一種由納米纖維素——與應用在紙張中的纖維素類(lèi)似——制成的材料。在高壓水柱的作用下，這種“紙”的纖維能做到只有20納米厚，相比之下，人的頭發(fā)直徑約為100000納米，是該纖維厚度的5000倍。在納米纖維的外層，覆蓋著(zhù)一層溶解在水溶液里的帶電聚苯乙烯塑料。

　　當這些納米纖維覆蓋上帶電塑料后，就成了厚度只有零點(diǎn)幾毫米的“紙電池”。一張直徑15厘米的“紙電池”能儲存高達1法拉的電容，這已經(jīng)可以和目前市場(chǎng)上見(jiàn)到的超級電容電池(又稱(chēng)法拉電池)相媲美。瑞典林雪平大學(xué)有機電子實(shí)驗室的博士生Jesper Edberg解釋道：“這些纖維纏結在一起，空隙中的液體則作為電解質(zhì)?！?/p>

　　“具有電容器功能的薄膜已經(jīng)存在了一段時(shí)間，”研究共同作者、有機電子學(xué)教授Xavier Crispin說(shuō)，“現在我們能造出厚厚的紙片?！毕嚓P(guān)的研究成果發(fā)表在近期的《先進(jìn)科學(xué)》(Advanced Science)雜志上。

　　這種“紙電池”具有紙張一樣的柔軟特性，甚至能折疊成千紙鶴，這使其在下一代超薄、易曲的電子設備中具有廣闊的潛力。我們或許很快就能在智能手機、智能手表、筆記本電腦和電視上看到“紙電池”的應用。

　　與傳統的電池和電容器不同，這種“紙電池”不含有任何有害化學(xué)物質(zhì)或重金屬，而且能夠防水。據介紹，這種“紙電池”的性能已經(jīng)創(chuàng )下了4個(gè)世界紀錄，包括：最高的有機電子電荷與電容量(分別為1庫倫和1法拉);測得最高的有機電導體電流(1安培);最高的同時(shí)進(jìn)行的離子和電子能量;最高的晶體管跨導。

　　目前擺在研究人員面前的挑戰是，如何在工業(yè)規模上制造這種“紙電池”。不久前，研究團隊從瑞典戰略研究基金會(huì )獲得了3400萬(wàn)克朗(約合3700萬(wàn)歐元)的資助，以開(kāi)發(fā)制造紙電池的機器。

　　“紙電池”是近期開(kāi)發(fā)環(huán)境友好型能源的眾多嘗試之一。本月早些時(shí)候，電化學(xué)能源儲存網(wǎng)絡(luò )(Electrochemical Energy Storage Network)和法國國家科學(xué)研究中心(CNRS)的科學(xué)家開(kāi)發(fā)出了一種以鈉為原料的電池原型機。

　　比起目前常用的鋰，鈉不僅更加豐富(因而更加廉價(jià))，而且能儲存更多的電能，充電更快，使用壽命也更長(cháng)。據報道，這些新電池的能量密度大約為90瓦時(shí)每千克，大約相當于現代電池的一半，可以和最早的鋰離子電池相比，其能量潛力是鉛酸汽車(chē)電池的兩倍。

　　科學(xué)家稱(chēng)，這種新技術(shù)將帶來(lái)“無(wú)可比擬的能量表現”，其能量密度將能與鋰離子電池相媲美，但壽命延長(cháng)了兩倍。在測試中，這種新電池能夠在至少2000次充、放電之后依然沒(méi)有損耗。

　　這是一種由納米纖維素制成的材料，質(zhì)地柔軟?！凹堧姵亍眱鹊睦w維只有20納米厚，外圍覆蓋著(zhù)帶電聚合物。相比之下，人頭發(fā)的厚度為100000納米，是該纖維厚度的5000倍。

　　這種紙電池具有紙張一樣的柔軟特性，甚至能折疊成千紙鶴。我們或許很快就能在智能手機、智能手表、筆記本電腦和電視上看到這種紙電池的應用。