在我們的日常生活中,從智能手機到智能手表,再到便攜筆記本,電池成為了驅動這些設備不可或缺的核心部件。然而,這些電池往往堅硬且體積龐大,限制了電子設備的設計靈活性。想象一下,如果電池能夠變得柔軟、可塑,甚至可以通過3D打印技術按需定制,我們的生活將會發(fā)生怎樣的變革?
這一科幻般的設想,如今已在瑞典成為了現(xiàn)實。研究人員成功開發(fā)出了一種全新的可塑形流體電池,并在《科學》雜志上發(fā)表了相關研究成果。這種電池采用了液態(tài)電極,徹底顛覆了傳統(tǒng)電池的設計概念,為未來的電池技術發(fā)展開辟了新的方向。
據(jù)該研究的共同作者、林雪平大學軟電子研究小組的艾曼·拉赫曼努丁介紹,傳統(tǒng)電池體積龐大且設計受限,而柔軟可塑的電池則能夠完美融入各種電子設備中,滿足用戶的多樣化需求。他形象地比喻道:“這種電池的質(zhì)地就像牙膏一樣,甚至可以用3D打印機進行塑形,讓用戶隨心所欲地打造自己的電池?!?/p>
為了深入理解這一成果的重要性,我們需要回顧一下電池的基本原理。電池由陽極和陰極兩種不同金屬或電極組成,通過化學反應產(chǎn)生電流,從而驅動設備。傳統(tǒng)上,電池容量與電極的厚度成正比,因此大容量電池往往更加笨重。然而,拉赫曼努丁團隊的研究卻打破了這一固有模式,證明了電池容量與電池的剛性并無直接關聯(lián)。
實驗結果顯示,這種新型流體電池在被拉伸至原長兩倍的情況下,仍能穩(wěn)定充電超過500次。更令人振奮的是,由于采用了共軛聚合物和木質(zhì)素等豐富原材料,這種電池不僅環(huán)??沙掷m(xù),還為循環(huán)經(jīng)濟的發(fā)展做出了貢獻。林雪平大學的博士后研究員莫森·穆罕默迪表示:“通過將木質(zhì)素這種副產(chǎn)品轉化為高價值商品,如電池材料,我們?yōu)楦h(huán)保的經(jīng)濟模式提供了有力支持?!?/p>
盡管這種新型流體電池在性能上仍有待提升,但其概念驗證的成功已經(jīng)為電池技術的發(fā)展開辟了全新道路。拉赫曼努丁坦言:“目前的電壓為0.9伏,相較于標準AA電池的1.2至1.5伏和智能手機所需的3.7至4.2伏,仍有較大提升空間。因此,我們將繼續(xù)研究其他化學物質(zhì),以提高電池的電壓性能?!?/p>