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充电速度快、规模可大可小,麻省理工推出奈米级水分解制氢电池

2024-05-08 219

如要打造微型电子设备,电路、电池等内含物尺寸都要大幅缩小,对此,麻省理工已研发出奈米大小的水分解制氢电池,其只有 50nm 厚、甚至比头发还要细,说不定会成为世界最小、寿命跟充放电性能兼具的电池。

目前最小的电池为钮扣电池,大小跟硬币差不多,但是科技设备总会往更小更精细的方向发展,像是对于微型感测器来说,电池大小就会成为一大问题,麻省理工林肯实验室先进感测器与科技组科学家 Raoul Ouedraogo 表示,假如可以研发出依据设备大小、形状改变组装模式,成本又低的电池,或许可进一步扩大电子设备的应用。

现在也有许多科学家正为了研发小型电池而努力着,像是先前美国马里兰大学也有推出奈米固态锂电池,新型电池面积虽然跟邮票差不多大小,但其实里面暗藏玄机、塞满数百万颗 3D 微电池;日本电子零件制造商 TDK 的新型固态电池也小如芯片,有机会取代温控感测器内的钮扣型碱性电池。

而此次麻省理工团队则带来全新的水分解制氢奈米电池(有动图),其中该电池透过空气中的水分子来发电,当水分子接触到电池时,会分裂成氢原子和氧原子,之后氢原子会储存在电池内部,这便是该电池的“充电”行为,若电池要释放电力,氢原子则会经过电池的活性金属与空气中的氧结合。

(Source:麻省理工林肯实验室)

目前该团队也已制造出比头发还要薄、50nm 厚的奈米级电池,与此同时该团队实验也指出,这种电池规模可大可小,单位从奈米到公分都可以,因此科学家可以轻松将这类电池整合到奈米级或是微米级晶体管,亦或是以公分或毫米为单位的元件和感测器中。

林肯实验室化学、微系统与奈米部门科学家 Annie Weathers 表示,氧化物跟金属层很容易被塑造成奈米级几何图形,科学家便可善加利用这项特性,将他们应用在复杂的电池中,或是沉积在可挠性基板上。

只不过目前团队并没有公布电池的材质或是表现数据,只说比目前的电池高出两个数量级,有望提高未来电池的输出功率。麻省理工团队指出,研究希望可透过新型电池提升充电速度,并延长寿命与缓解电池充电造成的电力损失问题。

该电池在制造上也具有优势,团队指出,新型电池在室温下就可研制,且过去科学家由于希望可找出新一代绿色制氢法,也一直在研发水分解制氢技术,团队责将是第一个应用此技术来打造电池的研究。

  • Smaller, faster, better: Nanoscale batteries may power future technology

(首图来源:麻省理工)

2019-04-18 11:31:00

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