据英国《经济学家》杂志网站近日报道,美国马里兰大学的李腾(音译)和胡良兵(音译)两位博士开展的一项最新研究,可能很快会让木头作为高科技应用的先进材料。他们的实验表明,倘若能有效地利用木材,就可以成功地制造出钠电池,取代目前的锂电池,大幅降低电池的制造成本。
锂和钠在化学性质上十分类似,只不过钠离子的“块头”是锂离子的5倍。鉴于电池正是通过让离子在阴极和阳极之间来回穿梭来工作的,离子越大,这种穿梭造成的破坏越大,进而缩短电池的寿命,因而钠离子失去了制造电池的资格。但工程师们仍然希望设计出商用的钠电池,因为钠的储量远比锂丰富。
李腾和胡良兵想知道,是否可以通过使用更柔韧的材料做电池框架来减少对电极的损害。这类框架也会与电极之间传递电流,一般由金属制成,因此十分坚硬。但他们认为,经过处理的木头也可以很好地承担这一传导任务,并为由于离子的进进出出而不断膨胀、缩小的电极提供更好的支撑。
他们使用黄松木薄片对这一想法进行了测试。他们先用碳纤维管包裹薄片,以提高其导电能力。然后在每块薄片上加了一薄层锡(锡是锂或钠电池阳极的理想材料),再将薄片浸入含有钠离子的电解液中,并让得到的电池进行了400次充放电循环。为了便于比较,他们也用铜块制造了同样的电池。
得到的木框电池并不完美。其初始电容为339毫安小时/克,经过400次充放电循环后下降到145毫安小时/克,然而,以初步开发的模型来说,这并不算太坏。而且,其性能远胜铜框电池,后者的初始电容仅为50毫安小时/克,经过100次充放电循环后就下降到了22毫安小时/克。这一结果表明,木头似乎可以用来制作电池框架。
不过,人们并不会很快在手机或手提电脑中看到木框电池,这也并非这两名研究人员的初衷。他们的研究将用于大块头钠离子电池的开发,这些电池可以在夜间存储太阳能发电站提供的电力。
目前,廉价的存储设备是太阳能这块能源拼图上缺失的一块,很多科学家的解决方案都集中在制造越来越复杂的人造材料。如果这块拼图由一种最古老的材料而非时髦的新材料填满,或许会让人大跌眼镜。
英国《每日邮报》:利用尿液发电提供能源手机(沈姝华)
英国科学家展示利用尿液发电提供能源的手机(网页截图)
英国科学家近日发明了世界首款利用尿液发电提供能源的手机。在不久的将来,手机用户们将可以用自己的尿液为手机充电。
英国布里斯托尔机器人实验室的科学家宣布,他们开发出一种利用尿液作为发电材料的技术,从而制造出世界上第一款使用微生物燃料电池的手机。
也许有些人会对利用尿液发电的手机感到有些恶心,但是科学家称,这是“废物利用”的终极体现,使用时还不会像风能和太阳能发电那么不稳定。参与此项研究的西英格兰大学的专家埃奥安尼斯·埃罗泡罗斯(Ioannis Ieropoulos)称,该产品依赖于我们一生中都在不停产生的尿液,这种燃料源的可靠性将是一大卖点。
埃罗泡罗斯还说:“到目前为止,我们开发出的微生物燃料电池产生的电量已经足以支持手机发短信、浏览网页以及打简短电话。”
埃罗泡罗斯表示,尽管这种手机还无法长时间打电话,但是他们将不断完善这项技术。