英研发充电会变色的盐水电池,无毒环保

目前正有许多科学家在探索新型电池材料与技术可能,像是近期英国科学家已开发出既无毒又环保的盐水电池(salt water battery),且还具有充电速度快、充电时会变色等特色,除了可用在储能系统,未来还能应用在智能变色材料与生物传感。

盐水电池为新型电池,其原理跟一般的电池差不多,同样都是使用两种不同的金属当电极,通过电解质来传递离子与电流,而英国伦敦帝国学院近期则在盐水电池有所突破。

他们通过塑胶薄膜、聚合物材料与盐水打造出无毒且环保的水基电池,英国伦敦帝国学院团队指出,虽然该电池的储电容量比现在常见的锂离子电池还要少,但该电池是由特殊聚合物组成,除了可在短短几秒内完成充放电,充电时还会改变颜色。

就如同上方的视频,当电池在充电时,左方的正极会从深蓝色逐渐淡成透明,负极则会从绿色变成棕色,让该电池未来能应用在生物传感器、智能变色材料中。

在该团队的新电池中,聚合物材料为关键材料,这是因为通常电极难以通过水性电解质来传递与交换离子,而英国伦敦帝国学院团队为了改善此状况,设计全新聚合物材料电极结构,以极性材料为电导聚合物结构拉一条分支(即是侧链),进一步提高电极对水的亲和力。

通过新设计,聚合物电极方可在盐水中吸收与排放正负离子。伦敦帝国学院物理系博士Davide Moia 表示,虽然电池性能并不高,但团队已运用更安全的材料来弥补这项缺点,将来加以改进技术后,就可为更安全、永续的储能技术开辟新道路。

论文主要作者 Alexander Giovannitti 博士则表示,新型电池具有材料成本低,使用无毒材料与不易燃的水基电解质等优点,这也同时让人们更容易回收电池。

不过若要把这项技术推向商业化,伦敦帝国学院科学家首先得解决电池性能不高的问题,这样之后才能在再生能源电池储能厂等各式储能系统中看见盐水电池的身影,且基于其充放电速度快优势,盐水电池还有机会用在车辆的再生制轫(Regenerative brake)系统或是刹车动能回收系统中,让车辆能快速存储电力,并在需要时加以运用。

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