2011年7月31日 星期日

研發透明電池

http://www.worldjournal.com/view/full_news/14840496/

史丹福大學材料科學與工程助理教授崔屹(Yi Cui)繼2009年研發出「紙電池」之後,近來成功推出「透明電池」(Transparent Battery)。崔屹與史丹福大學幾位研究生的報告,刊登在25日的「美國科學學會發展雜誌」(Proceedings of the National Academy of Sciences,www.pnas.org)

崔屹指出,現在幾乎所有消費產品都有透明的裝置,包括平板電腦、智慧手機介面、數位相框,那為何沒有透明的電池?

崔屹於2009年帶領研究團隊,以普通的影印機用紙,將加入「奈米碳管」(Carbon Nanotubes),以及「奈米銀線」(Silver Nanowires)的墨水,放入烤箱中烘乾,捲起來之後,就可以成為具有傳導性質的電池,並能製成各式形狀,比傳統充電放電方式要快,可充電4萬次。

崔屹研發團隊在紙電池後,突發奇想研發透明電池。因傳導電體材料沒法真正用到透明材料,崔屹想到以肉眼看不到的奈米大小導體,附在透明材料之中,「用肉眼來看這材料看不出裡面含有導電材料,」崔屹指出。

道理很簡單,但實際上製作起來很困難,研究員楊元(暫譯Yuan Yang)指出,要解決三大問題。首先是沒法採用傳統導電的銅和鋁,因為這些材料可以看得到,研究團隊找到有點橡膠特性的導電體「聚二甲基矽氧烷」(PDMS:Polydimethylsilozane)。

楊元表示,PDMS是非常便宜的材料,已經大量使用在外科手術及隱形眼鏡之中。研究團隊將PDMS架構成矩型架構,並加入奈米材料,使PDMS具有導電功能。

再來是製造透明的隔絕物質,分離及夾住電池中的電極(Electrodes),透明物質本身則擔任起電池中電解質(Electrolyte)及隔離器(Separators)的功能。

研究團隊第三個挑戰,是緊密及精確在兩個電極中加入電解質。一旦問題解決,可加入更多層面,擴大電池電力。


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