[2012.03.24] 木头电池

2012-3-28 08:05| 发布者: migmig| 查看: 4128| 评论: 1|原作者: sj1205

摘要: 可替代能源

可替代能源

木头电池

Mar 22nd 2012, 18:02 by The Economist online

对于风能和太阳能来说，当前最主要的问题不是它们的成本（近几年成本已经下跌到可以接受的地步了），而是它们的供能具有间歇性。也就是说，要想在无风和日落后向电网输电，就得在大风和日照时存储电能，但目前成本相当昂贵。

也许采用大量廉价的材料做电池可以转变现状，这也是Grzegorz Milczarek（波兰波兹兰工业大学）和Olle Inganas（瑞典林雪平大学）这周发表在《科学》杂志上的论文受到瞩目的原因。这两位研究人员瞄准了电池的三组件之一——阴极，即用造纸厂的废液来代替。

任何电池都包含两个电极（阴极和阳极）和电解质。电流可以以阳离子的形式（比如质子，也就是氢原子的原子核）经过电解质从阳极流到阴极，以平衡电子的电流，同时电子以同样的方式流过外部电路，在电子流回到电池前，它还可以做一些有用功。在充电过程中，比如在太阳能电池提供电流的作用下，电子会被推向相反方向，同时离子被还原。

电解质通常由大量简单易得的化学物质组成（所以通常很廉价），但电极却不是，它一般由金属构成（比如铅、锌、镍或锂），这将使电网的电池组异常昂贵，所以制作低成本电极对电网电池组来说将是一个重大的突破，这也是Dr Milczarek 和 Dr Inganas希望这种阴极能够成功的原因。

良好的阴极材料必须能够大量地以阳离子或者电子的形式存储电能。木质素作为木头的两大组份之一，改良之后具有良好的潜质，并且木质素非常廉价。而纸的主要成分是纤维素，也就是木头的另一种组份，所以从造纸厂里排出的那些黑色或棕色废液，其主要成分就是木质素。

Dr Milczarek 和 Dr Inganas认为，木质素分子适合做阴极是因为他们含有大量的酚类，这些酚类很容易转变成醌类，而醌类在这里就是至关重要的成分，因为它能与聚吡咯结合，提供阴极所需的质子和电子受体。聚吡咯虽不像木质素那么便宜，但和金属比起来还是比较经济的。

两位研究人员已通过测量证实，木质素-聚吡咯阴极确实是一种有效的阴极，能够大量的存储电能，但很明显，这还不够，如果能够再找到一种同样廉价的阳极的话，那么高可靠、不间断的可替代能源——木头电池时代也许就会来临。

感谢译者 sj1205 点击此处阅读双语版