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[新聞] 紙電池問世 汗水也可充電
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美國壬色列理工學院(Rensselaer
Polytechnic Institute,RPI)的研究人員宣佈研發出像紙一樣薄的電池。研究人員是將一張由垂直奈米管(vertical
nanotubes)組成的毯子(carpet)浸泡在離子液體電解質(ionic liquid
electrolyte)中,然後得到了一種可儲存電能的細胞膜質(cellulose)紙張。



RPI研究團隊透過將二次奈米管電極(second nanotube
electrode)放置在上述紙張的另一面,製造出了一種超級電容器(supercapacitor);然後研究人員在紙張的頂端放置一個鋰電極
(lithium electrode),就產生了號稱像紙一般薄的可充電電池。RPI教授Robert
Linhardt表示:「該種紙張嵌入了奈米碳管,而且電解質也浸透了該紙張,所以它的外觀與重量就與一般的紙張沒兩樣。」



這種超級電容器/可充電電池是RPI多個實驗室歷經一年半的聯合研究成果。其中一個實驗室負責製造用以做為電池電極的奈米碳管架構;研究人員在一張薄板上
垂直培育出奈米碳管,然後讓液體狀的細胞膜質灌注在由奈米碳管「森林」中,就形成了電池。另一個實驗室則負責添加一種鋰材質的頂端電極,以及一個次奈米碳
管電極,製造出這種可充電電池/超級電容器。



一開始離子液體會分解細胞膜質,將其轉變成為膠狀(gel);這種流質就是電池的電解質,負責將離子從紙電池的這端運送到另一端。



每張紙電池能產生約2.4伏特(volts)的電能,能量密度約每平方公分0.6毫安培(milliamps/cm2);也可將紙電池堆疊起來以獲得更高
的電能。若還需要更大的電流,還可以把紙張面積加大。RPI的研究人員表示,這種紙電池能在-100~300°F的溫度範圍內運作,能傳遞高速的浪湧電流
(surges of current),可碾壓翻轉、也能被裁切成各種形狀。



到目前為止,RPI的研究人員僅將該紙電池重複充電過100次,不過他們指其性能在充電過後並無退化的跡象。下一步,研究人員打算繼續測試該種電池的最高重複充電壽命,並為提升其能量密度進行設計最佳化。



而因為該種紙張具備生物相容性(biocompatible),研究人員也將針對紙電池在醫療植入設備(medical
implants)供電上的應用進行實驗,甚至可能採用血液或是汗液來做為液體電解質。此外研究人員也將採用傳統的捲軸式印刷製程(roll-to-
roll printing presses),來尋找生產這種電池/電容器的最佳方法。



(參考原文:Paper battery is rechargable)



紙電池問世 汗水也可充電       文/蔡錫能 2007-08-15



很特別的是,它還可以使用人的血液,汗水或尿液來充電。研究人員表示,由於這種特性,利用紙電池來推動類似心律調整器的小型體內植入器,不需要加入有害的化學物質,有助於提升醫療品質。



美國紐約州倫斯勒理工學院(Rensselaer Polytechnic Institute,RPI)最近在能源儲存技術上有突破性的發展,宣佈開發出一種奈米合成紙電池。



RPI的研究人員首先開發出一種「奈米合成紙」,然後在這種紙注入碳奈米管(carbon nanotubes),之後就可以變成像紙一樣薄且具有伸縮性的電池。這種電池重量可望運用在下一代的電子產品,植入性的醫療設備,甚至交通工具。



根據BBC報導,目前比一張郵票略大一點的這種紙電池可產生2.3 volts的電壓,足以點亮小電燈。雖然紙電池離商品化還很遠,但研究團隊希望未來能夠足以為汽車提供動力。



這種電池有超過90%是用纖維所製造,就和新聞用紙,活頁紙,午餐紙袋,以及其他日常用紙的材料一樣。研究人員在紙張注入方向性碳奈米管(aligned carbon nanotubes),顏色就變成黑色的。碳奈米管扮演電極的角色,讓儲存裝置可以發電。



奈米電池可以在華氏300度到零下100度之間運作之外,同時具有完全的整合性,能夠像紙一樣拿來印刷。很特別的是,它可同時做為高能源電池和超級電容
器,還可以使用人的血液,汗水或尿液來充電。研究人員表示,由於這種特性,利用紙電池來推動類似心律調整器的小型體內植入器,不需要加入有害的化學物質,
有助於提升醫療品質。



這種設備可以捲起來,扭轉,摺疊,或是裁剪成各種形狀,而不會減損機械的完整性和效能;還可像紙一樣堆疊在一起,增加整體的電力輸出。


歡迎您的大駕光臨唷 =^-^=
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引用網址:https://city.udn.com/forum/trackback.jsp?no=51744&aid=2397466