纤维素电池 薄如纸片

你有想过哪一天电池会像纸相同轻、薄、有韧性吗？这是许多科学家的梦想，因为这样的电池能够极大地减轻相应电器的重量及体积。近日，来自瑞典乌普萨拉大学的艾伯特·米兰彦及其同事研制出了一款从本质上来说就是纸的新电池。它重量轻、体型修长，尽管目前还不适用于日常电器，但已经可以应用于商店及机场的追踪设备。之所以说该电池本质上是纸，是因为它重要由纤维素构成。研究人员指出，该电池是根据电化学原理设计出来的。每个电池都有两个电极，浸泡于电解液中。通常，锂离子电池的阳极是碳，阴极是锂钴氧化物，电解液则为含有锂盐的有机溶液。电池充电时，电子会被吸入阴极，导致锂离子离开阴极，进入阳极。电池放电时，离子的运动过程则正好相反。

米兰彦在美国化学协会期刊《纳米通讯》(NanoLetters)上详细描述了纤维素电池。纤维素是纸的基本组成部分，重要从树木或棉花中提取得来，但在实验中使用的纤维素来源却不同：由水藻提炼得来。米兰彦解释，他们选择水藻是因为它们的纤维素更加纤细，这能进一步扩大电池表面积，从而改善电池的储电性能。

但由于纤维素本身不导电，必须在纤维素表面涂上一层导电物质。米兰彦选择了一种名为聚吡咯的聚合物，当它浸泡在海藻纤维素中之后便会与其结合，形成一种导电性能良好的物质。然后，米兰彦用这种物质制造了电池的阴极和阳极。至于电解液，他使用的则是浸泡在浓盐水中的滤纸。因此，整个电池的结构便像是一张滤纸夹在两个纤维素电极中间，而电极又被放在载玻片之中。用白金制成的条状导线将电极与外部世界相连。通过化学变化释放的电能则被储存在聚吡咯中。在化学反应的过程中，分子一般以两种状态存在：被氧化或被还原状态。而当参加化学反应的分子处于电路中时，便会有电流形成，在几秒钟之类对1伏特的电池完成充电，而且可以充放电数百次而不影响其性能。

米兰彦目前正努力将该技术商业化。虽然目前来看水藻电池并不能完全替代锂离子电池，但它能应用于一些比较适合的设备，如含有小型无线电设备的装置等。值得一提的是，近日，一些其他的研究人员同样用纤维素制造出了晶体管。米兰彦发明的电池可以应用在这些电子产品之上。