鉅大LARGE | 點擊量：543次 | 2021年10月16日
科研人員打造新型電池：通過“吃”金屬來供能
據(jù)外媒報道，電池已經(jīng)為我們服務(wù)了幾十年，但隨著電子設(shè)備的不斷縮小，它們變得過于笨重和低效。對此，賓夕法尼亞大學(xué)的研究人員近日開發(fā)出一種新型機器人，它可以通過“吃掉”周圍環(huán)境中的金屬來為自己供應(yīng)能量。
儲存能量的方式會讓電池可以變得相對較重并且在要充電之前只能有有限的供應(yīng)。雖然現(xiàn)在一些設(shè)備可以從周圍環(huán)境中獲取能量來克服這個問題--比如太陽能電池板，但它們只有在特定的條件下才能發(fā)揮用途，而且功率密度低，所以它們不能很快地從環(huán)境中吸收能量。
于是來自賓夕法尼亞大學(xué)工程學(xué)院的研究人員著手開發(fā)一種兩全其美的設(shè)備。這種裝置可以對電池快速反應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)加以利用，要做到這一點則要從它的環(huán)境中獲取成分--特別是金屬和空氣。研究小組稱其為金屬空氣清除器(MAS)。
MAS采用的仍是電池的基本布局--陰極、陽極和電解質(zhì)。但其比較妙的地方是，其陽極并沒有內(nèi)置在設(shè)備中--而只要任何金屬表面即可，只不過它要MAS通過。
該陰極則由碳組成并伴有聚四氟乙烯(PTFE)涂層及納米級鉑嵌入其中。電解質(zhì)是一種含有鹽水的水凝膠。當(dāng)這種膠狀的物質(zhì)被拖到金屬表面時其就會氧化金屬表面以下的部分、分解化學(xué)鍵為其自身供應(yīng)能量。與此同時，陰極材料正在減少其上方空氣中的氧氣。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
研究人員通過將MAS系統(tǒng)連接到電動汽車模型上將水凝膠沿著鋁表面拖動演示了這項技術(shù)。這輛自我供能的汽車只需攜帶少量的水來對水凝膠定期濕潤即可在原地打轉(zhuǎn)。
“能量密度是可用能量跟必須攜帶的重量之比，”這項研究的首席研究員JamesPikul介紹道，“即使考慮到額外的水的重量，MAS的能量密度是鋰離子電池的13倍，因為車輛只需攜帶水凝膠和陰極，而無需攜帶供應(yīng)能量的金屬或氧氣?！?/p>
當(dāng)然，氧化過程確實會影響到設(shè)備驅(qū)動的表面，進而留下一層薄薄的銹跡。但研究小組表示，這只會影響表面的上100微米，所以這不會對表面造成任何重大的結(jié)構(gòu)損傷。
該團隊表示，組合以系統(tǒng)可以用于驅(qū)動如集裝箱上的傳感器等小型物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。
