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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 作者：小王 點擊量：6153
電池是我們日常生活中經常用的儲能設備之一，同時也是現代科技產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，其中大部分還和環境有著密切的聯系，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境友好并且廉價好用的可回收電池呢？
【化工儀器網 行業百態】電池是我們日常生活中經常用的儲能設備之一，同時也是現代科技產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，其中大部分還和環境有著密切的聯系，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家實現了“不可能完成的任務”，將紙制作成了一種“神奇電池”。
在今年7月的《科學報告》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，開發出了一種特殊的電極以及可以印刷在紙上的導電油墨，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，雖然低于一節五號電池，但是已經足夠為一個帶有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電池的電解液。而“電極”部分則是前文中提到的特殊導電油墨。充當陰極的墨水中含有石墨薄片，充當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”就構成了傳統電池的結構了。由于紙本身就具備吸水性，因此當這種電池接觸到水之后，結構被完全聯通激活，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，因為需要紙張處于濕潤的狀態才能保持放電，因此在干燥的環境或者溫度較高的環境中，電池的續航能力會有所下降，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，所以也要適當的滴加水來保持其正常工作。僅從這點來說就已經和電池的初衷有所違背了。此外，由于工作環境需要水，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。而從技術發展的角度來說，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，我們也無法否認這項成果的價值。一方面這項技術為電子垃圾的回收與利用提供了新的思路，是可持續發展大背景下，人們對于一次性電子產品的新嘗試；另一方面，通過在非傳統材料上實現傳統性能，為后續電池的開發提供了新的思路，同時特殊的電極油墨也具備一定的應用前景。至于紙電池未來會不會肩負起“實用性”的重任，就看這項技術能否解決現存的矛盾，并參與到產品的設計中去了。
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