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用水便可激活 紙電池能堪重任嗎
2022年12月14日 10:28:03
來源：化工儀器網(wǎng) 作者：小王 點擊量：6164
電池是我們?nèi)粘Ｉ钪薪?jīng)常用的儲能設(shè)備之一，同時也是現(xiàn)代科技產(chǎn)品中非常重要的一部分。但即便如此，電池依舊存在許多問題，其中大部分還和環(huán)境有著密切的聯(lián)系，尤其是一次性電池。甚至從某種程度上來說，一次性電池目前存在的回收難題和環(huán)境負面影響仍是其目前迫切需要解決的問題。那么是否存在一種環(huán)境友好并且廉價好用的可回收電池呢？
【化工儀器網(wǎng) 行業(yè)百態(tài)】電池是我們?nèi)粘Ｉ钪薪?jīng)常用的儲能設(shè)備之一，同時也是現(xiàn)代科技產(chǎn)品中非常重要的一部分。但即便如此，電池依舊存在許多問題，其中大部分還和環(huán)境有著密切的聯(lián)系，尤其是一次性電池。甚至從某種程度上來說，一次性電池目前存在的回收難題和環(huán)境負面影響仍是其目前迫切需要解決的問題。那么是否存在一種環(huán)境友好并且廉價好用的可回收電池呢？
放在過去，這可能是天方夜譚，但是最近卻真的有科學(xué)家實現(xiàn)了“不可能完成的任務(wù)”，將紙制作成了一種“神奇電池”。
在今年7月的《科學(xué)報告》雜志上，刊登了這樣一項新的研究成果。亞歷山大·普蘭、格扎維埃·阿埃比和古斯塔夫·尼斯特倫合作，開發(fā)出了一種特殊的電極以及可以印刷在紙上的導(dǎo)電油墨，并使用紙、鋅和在自然界司空見慣的廉價材料，成功制造出了一種水激活電池。并且這種電池的電量達到了1.2伏，雖然低于一節(jié)五號電池，但是已經(jīng)足夠為一個帶有LCD顯示屏的鬧鐘進行供電。
而這種電池的原理解釋起來也并不復(fù)雜。首先紙電池“紙”的部分事先用氯化鈉浸漬過，這部分可以理解成傳統(tǒng)電池的電解液。而“電極”部分則是前文中提到的特殊導(dǎo)電油墨。充當(dāng)陰極的墨水中含有石墨薄片，充當(dāng)陽極的墨水中含有鋅粉，兩種墨水分別印刷在紙的兩面，并用含有石墨薄片和碳黑的墨水覆蓋，使兩級相連。這時候“墨水-紙-墨水”就構(gòu)成了傳統(tǒng)電池的結(jié)構(gòu)了。由于紙本身就具備吸水性，因此當(dāng)這種電池接觸到水之后，結(jié)構(gòu)被完全聯(lián)通激活，并開始工作。
不過這種電池也存在許多的問題。就原理本身而言，因為需要紙張?zhí)幱跐駶櫟臓顟B(tài)才能保持放電，因此在干燥的環(huán)境或者溫度較高的環(huán)境中，電池的續(xù)航能力會有所下降，而即便是在正常使用中，由于電池性能會因紙張逐漸干燥而有所下降，所以也要適當(dāng)?shù)牡渭铀畞肀３制湔９ぷ鳌H從這點來說就已經(jīng)和電池的初衷有所違背了。此外，由于工作環(huán)境需要水，因此對于一些不能接觸水的電路制品來說，這種電池也毫無用武空間。而從技術(shù)發(fā)展的角度來說，這種電池的能量密度和功率密度顯然還有很大的上升空間，需要進一步研究來突破。
但即便如此，我們也無法否認(rèn)這項成果的價值。一方面這項技術(shù)為電子垃圾的回收與利用提供了新的思路，是可持續(xù)發(fā)展大背景下，人們對于一次性電子產(chǎn)品的新嘗試；另一方面，通過在非傳統(tǒng)材料上實現(xiàn)傳統(tǒng)性能，為后續(xù)電池的開發(fā)提供了新的思路，同時特殊的電極油墨也具備一定的應(yīng)用前景。至于紙電池未來會不會肩負起“實用性”的重任，就看這項技術(shù)能否解決現(xiàn)存的矛盾，并參與到產(chǎn)品的設(shè)計中去了。
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