熱衷于在淘X、京X、新X等C2C、B2C等購(gòu)物網(wǎng)站上敗家的《Geek》眾編輯都有焦急等待快遞公司送貨的經(jīng)歷,尤其是查理藍(lán)從獲悉運(yùn)單號(hào)碼開(kāi)始,就分分鐘刷新快遞公司的物流查詢(xún)系統(tǒng),唯恐自己的寶貝中途走失了。要是能隨時(shí)看到自己的包裹到了什么地方,各位豈不是安心多了嗎?其實(shí)要給貨物貼上標(biāo)簽紙樣的無(wú)線電追蹤裝置在技術(shù)上并不難實(shí)現(xiàn),關(guān)鍵在于供電問(wèn)題不太好解決——傳統(tǒng)的鋰電池?zé)o法做得像標(biāo)簽一樣纖薄柔韌。不過(guò)現(xiàn)在這個(gè)問(wèn)題似乎有解了,那就是海藻纖維素電池!
常識(shí)告訴我們,電池依靠電化學(xué)反應(yīng)工作,每一個(gè)電池包含兩個(gè)電極(陰極和陽(yáng)極),這兩個(gè)電極浸沒(méi)在電解液中。目前我們用得最多的鋰電池的陽(yáng)極由碳組成,陰極由氧化鋰鈷組成,后者溶在含有鋰鹽的有機(jī)電解液中。當(dāng)電池被通上電時(shí),電子朝陰極進(jìn)發(fā),迫使帶正電的鋰離子遠(yuǎn)離陰極,進(jìn)入陽(yáng)極;當(dāng)電池放電時(shí),電流讓鋰離子離開(kāi)陽(yáng)極返回到陰極。
瑞典烏普薩拉大學(xué)的阿爾伯特米蘭因博士發(fā)明的新型電池同樣基于這一原理,不同的是這種電池由海藻中提取的纖維素制成。海藻纖維素的纖維極為纖細(xì),會(huì)使電池的表面積更大,從而存儲(chǔ)更多電荷;與此同時(shí),由這種纖維素制成的電池也具備了纖薄柔韌的物理性質(zhì)。因?yàn)槔w維本身并不能導(dǎo)電,所以米蘭因等人將一種常見(jiàn)的導(dǎo)電聚合物聚吡咯(polypyrrole,通常為無(wú)定型黑色固體,不溶不熔,在200℃時(shí)會(huì)分解,能導(dǎo)電)浸入海藻纖維,從而產(chǎn)生了種能夠?qū)щ姷幕旌衔?。接著他們?cè)谶@種合成物中制造出新電池的兩極,用浸過(guò)鹽水的濾紙作為電解質(zhì)。
這種新型電池由兩個(gè)纖維素電極及夾在中間的浸過(guò)鹽水的濾紙構(gòu)成,結(jié)構(gòu)上就像一個(gè)三明治。兩個(gè)纖維素電極位于兩塊載玻片之間,兩極上附有鉑帶與外界形成導(dǎo)電接觸。在聚吡咯內(nèi)發(fā)生的化學(xué)變化存儲(chǔ)和釋放電量,分子在其中以?xún)煞N形態(tài)(氧化狀態(tài)和還原狀態(tài))存在,當(dāng)這兩種狀態(tài)的分子形成回路時(shí),即產(chǎn)生電流。該電池可在幾秒內(nèi)完成充電,而且充放電100次后的性能也不會(huì)出現(xiàn)較大的損耗。雖然海藻目前電池的效率僅為鋰離子電池的三分之,還不能替代鋰電池,但完全可以用來(lái)為前面提到的無(wú)線標(biāo)簽供電,或者用于“智能”包裝材料,比如帶電子顯示屏的包裝盒??梢灶A(yù)見(jiàn),僅僅在中國(guó),這一技術(shù)的前景就十分廣闊,至少《Geek》眾編輯都盼著海藻纖維電池實(shí)用化的一天呢。