獨家專訪

繼電子書後「紙電池」問世?

製作輕薄柔韌如紙的電池,大幅減少裝置的大小和重量,一直是許多工程師夢想。現在,瑞典烏普沙拉大學的Alber Mihranyan和同事,製造出用紙做的電池。這種電池又輕又薄,雖然不適合日常使用,仍可以用在追蹤商品和行李上。

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電池供電是靠電化學,每個電池皆有正負電極,浸泡在電解液中。以鋰電池為例,正極通常以碳製成,負極則是鋰鈷氧,電解液則是在有機溶劑加入鋰鹽。充電時將電子打進負極,迫使鋰離子移往正極,使用時鋰離子則會回到負極。

Mihranyan開發的電池是纖維質的原料,和紙一樣。不過,此纖維質並非取自樹木或棉花,而是海藻。使用海藻纖維質是因為纖維較細、表面積較大,使得儲存的電比較多。

但纖維質不能導電,必須加上導電材料。Mihranyan讓纖維質吸收聚咇咯(polypyrrole),再製成正負極;電解液則是以濾紙浸泡鹵水(brine-soaked)製成。電池構造為吸有鹵水的濾紙上下夾著纖維質電極,外面再夾著玻璃片,電極上接著白金片,用以連接外部。

電力的儲存和釋放則來自聚咇咯的化學變化。聚咇咯分子具有兩種形態:氧化和還原,電流會在兩者之間流動。這種電池電壓為一伏特,只要數秒即可充電完畢,充放電100次後,效能也不會嚴重退化。

Mihranyan正在找尋商機,海藻電池的效率大約只有鋰電池1/3。雖不能取代鋰電池,還是會有非常合適的用途。例如,裝有小型發信器的行李箱,或是附有電子顯示器的智慧型收納裝置等。

其他研究者最近推出了紙質電晶體。如果Mihranyan的電池可以用來供電,則漂亮地逆轉「科技最終會帶來無紙辦公室」的想法。(黃維德譯)
 

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