分享本文至 E-mail 信箱
學術引用格式
MLA
APA
EndNote(.enw)

新動力電池一步完成發電與儲能

2012/09/15 | | 標籤:

charging

美國研究人員創造出一種新型的動力電池(power cell),能直接將機械能轉換成化學能儲存起來,需要用時再轉換成電能釋出。相形之下,其他類似技術則是先把機械能轉換成電能,然後才以化學能形式儲存。研究團隊表示,此系統由於略過中間的轉換步驟,因此能提供更高的發電效率,未來若進一步改良,未來或許能裝在鞋底,利用走動對手機電池充電。

隨著可攜式電子設備的數目日益增加,如何維持供電成為一大挑戰。這一點對步兵尤其困難,他們可能長時間在外執行任務而缺乏可靠的電源,又要保持通訊系統、GPS等設備正常運作,因此不得不隨身攜帶大量電池。有鑑於此,科學家們正著手研發能藉由一般身體活動而產生電力的系統,其中鞋類是明顯的目標,因為軍人經常得大量步行,而在鞋底的發電元件能在每一步行走中擷取少許能量。

目前已有數種以鞋類為動力來源的研究正在進行,而上述能將產生的能量直接儲存的裝置是由喬治亞理工學院的Zhong Lin Wang團隊所研發。此動力電池的陰極材料為鋰鈷氧化物,陽極是由垂直生長於鈦表面的二氧化鈦奈米管所構成,兩電極間由壓電材料聚偏氟乙烯(PVDF)薄膜隔開。當電池受到擠壓時,聚偏氟乙烯會產生壓電電荷,驅使鋰離子由陰極移動至陽極,將電能轉變為化學能並儲存於鋰鈦氧化物內。當外力移除而電池鬆弛時,化學能依舊維持儲存狀態,因此連續的壓縮循環便能不斷地儲存能量。欲使用此電池時,只需在陽極與陰極間接上負載,使鋰離子得以回流陰極,化學能便會以電能釋出,而放電後的元件可再次充電。

研究團隊以2.3 Hz的頻率重複壓縮元件,電池的端電壓在4分鐘內增加到約60 mV,可提供1 mA的電流約兩分鐘,雖然遠不足以用來為手機充電,但串聯數個電池仍可供電子計算機使用約10分鐘。為證明此這種設計的效率高於分別發電與儲存,研究人員還利用類似元件製作出以一個電池產出的電能,來驅動另一電池的離子的系統。以儲存能量。此系統在相同的壓縮條件下,能在4分鐘內獲得不到 mV的電壓。

研究人員認為雖然此技術處於非常初期的階段,有許多方法能增進其效能。例如,他們認為大部分壓縮機械能散失在電池的不鏽鋼外殼,而非聚偏氟乙烯薄膜中。Wang預期元件包覆材質的改良將有助於增進整體的效率。詳見Nano Letters|DOI: 10.1021/nl302879t。

譯者:劉家銘(逢甲大學光電學系)
責任編輯:蔡雅芝

資料來源:Power cell generates and stores energy in one step. NanoTech [Aug 31, 2012]

轉載自 奈米科學網

___________________

登月失敗者大會(誤):《阿波羅13號》觀影會+映後座談

在哪裡跌倒就在哪裡躺一下,然後站起來就好!(?

在地球是這樣,在月球也是如此。但如果不是跌倒,而是火箭發射後出了些狀況呢?只說了句「休士頓,我們有麻煩了」可是回不了地球的,
讓我們在登月50週年之際,不只談談成功的登月,更要一起重溫《阿波羅13號》,來看看勵志的登月失敗案例!(無誤)

活動包含觀賞《阿波羅13號》放映、映後座談,以及最重要的是:爆米花和含糖飲料(冰)。名額有限,還不快速速報名:https://lihi1.com/hO5PX

 

 

關於作者

主要任務是將歐美日等國的尖端奈米科學研究成果以中文轉譯即時傳遞給國人,以協助國內研發界掌握最新的奈米科技脈動,同時也有系統地收錄奈米科技相關活動、參考文獻及研究單位、相關網站的連結,提供產學界一個方便的知識交流窗口。網站主持人為蔡雅芝教授。

網站更新隱私權聲明
本網站使用 cookie 及其他相關技術分析以確保使用者獲得最佳體驗,通過我們的網站,您確認並同意本網站的隱私權政策更新,了解最新隱私權政策