科學家利用納米涂料制成紙質電池 降低成本

美國斯坦福大學的科學家利用納米技術快速制成了基于普通辦公用紙的超輕、可彎曲電池或超級電容。相關文章發表在本周的美國《國家科學院院刊》在線版上。
　　
    斯坦福大學材料科學與工程系的助理教授崔易（音譯）表示，將普通的紙張覆上以碳納米管和銀納米線為原料的涂料可以使之變成導電性良好的儲能設備。他說，這些納米材料具有直徑很小的三維結構，這能使納米材料的敷料更緊密地附著于纖維紙張的表面，使得電池或超級電容更加耐用。這種紙質的超級電容或能實現4萬次的充放電循環，至少可比鋰電池的充放電次數高出一個數量級。而納米材料更高效的電荷傳遞也能使其比普通的電容器更富優勢，效果也更理想。
　　研究團隊曾嘗試以塑料為基底制成納米材料的儲能設備，而由于敷料與紙張的緊密黏合性，此次以紙張為基底的電池比塑料基底的電池更加耐用。更重要的是，紙質的電池不怕弄皺和折疊，甚至將其浸泡于酸性等溶液之中也不會影響性能，還能有效地降低生產的成本。
　　崔易說，借助紙張的柔韌性能夠實現多種智能應用，比如可以用刷子將這種高導電性的敷料涂抹于墻面之上，并將其快速變成一個大型儲能設備。當將其與發光二極管（LED）等相連時，可為LED提供充足的電力來源。此外，還可將此項技術用于配電網絡之中，將晚上產生的過剩電力集中儲存起來，緩解白天峰值時刻的用電壓力。而在風力農場和太陽能儲能系統中也可以實現類似的應用。值得注意的是，紙質超級電容或許也能被用于電動或混合動力汽車之中。兩種汽車都有賴于電力的快速傳輸，而紙質電容的表面積和體積比很高，這造就了其在汽車中應用的極大優勢。
　　作為納米技術領域的領軍人物，加州大學伯克利分校的化學系教授楊培東表示，這項技術具備能在短期內實現商業化的潛力。他認為，這項技術將不單純局限于儲能設備領域，它的低成本和可彎曲性能使其成為與任何電氣設備都契合的電極，前景頗為廣闊。更重要的是，可以利用生活中最常見的紙張作為基底，通過簡單的過程，制成導電功能很強的電極，這將能從根本上將納米技術與人們的日常生活聯系起來。