美國斯坦福大學(xué)的科學(xué)家利用納米技術(shù)快速制成了基于普通辦公用紙的超輕、可彎曲電池或超級(jí)電容。相關(guān)文章發(fā)表在本周的美國《國家科學(xué)院院刊》在線版上。
斯坦福大學(xué)材料科學(xué)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(dǎo)電性良好的儲(chǔ)能設(shè)備。他說，這些納米材料具有直徑很小的三維結(jié)構(gòu)，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(jí)電容更加耐用。這種紙質(zhì)的超級(jí)電容或能實(shí)現(xiàn)4萬次的充放電循環(huán)，至少可比鋰電池的充放電次數(shù)高出一個(gè)數(shù)量級(jí)。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(yōu)勢(shì)，效果也更理想。
研究團(tuán)隊(duì)曾嘗試以塑料為基底制成納米材料的儲(chǔ)能設(shè)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(zhì)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(huì)影響性能，還能有效地降低生產(chǎn)的成本。
崔易說，借助紙張的柔韌性能夠?qū)崿F(xiàn)多種智能應(yīng)用，比如可以用刷子將這種高導(dǎo)電性的敷料涂抹于墻面之上，并將其快速變成一個(gè)大型儲(chǔ)能設(shè)備。當(dāng)將其與發(fā)光二極管（LED）等相連時(shí)，可為L(zhǎng)ED提供充足的電力來源。此外，還可將此項(xiàng)技術(shù)用于配電網(wǎng)絡(luò)之中，將晚上產(chǎn)生的過剩電力集中儲(chǔ)存起來，緩解白天峰值時(shí)刻的用電壓力。而在風(fēng)力農(nóng)場(chǎng)和太陽能儲(chǔ)能系統(tǒng)中也可以實(shí)現(xiàn)類似的應(yīng)用。值得注意的是，紙質(zhì)超級(jí)電容或許也能被用于電動(dòng)或混合動(dòng)力汽車之中。兩種汽車都有賴于電力的快速傳輸，而紙質(zhì)電容的表面積和體積比很高，這造就了其在汽車中應(yīng)用的極大優(yōu)勢(shì)。
作為納米技術(shù)領(lǐng)域的領(lǐng)軍人物，加州大學(xué)伯克利分校的化學(xué)系教授楊培東表示，這項(xiàng)技術(shù)具備能在短期內(nèi)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的潛力。他認(rèn)為，這項(xiàng)技術(shù)將不單純局限于儲(chǔ)能設(shè)備領(lǐng)域，它的低成本和可彎曲性能使其成為與任何電氣設(shè)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(jiǎn)單的過程，制成導(dǎo)電功能很強(qiáng)的電極，這將能從根本上將納米技術(shù)與人們的日常生活聯(lián)系起來。
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