木頭為材料 鈉電池或?qū)⑷〈囯姵?

最近，美國馬里蘭大學(xué)的李騰和胡良斌的實(shí)驗(yàn)，將木頭作為高科技應(yīng)用的先進(jìn)材料。他們的實(shí)驗(yàn)顯示，若能有效運(yùn)用木材，就能成功推出鈉電池，取代既有的鋰電池，大輻降低電池制作成本。

將一塊木頭裹上錫，就可以制作微小、長效的電池。這并非不可能。但是，你千萬不要以為自己在家里就能做到。馬里蘭大學(xué)實(shí)驗(yàn)用的組件，只有一張紙厚度的千分之一不到。

納存儲的電量也比不上鋰，所以不要指望納電池能用在手機(jī)上，但是它的成本低，材料到處可見，能用來存儲大量能源。

胡良斌是大學(xué)材料科學(xué)助理教授，他說：“靈感來自于樹木。樹木由木質(zhì)纖維組成，一旦吸入礦物質(zhì)豐富的水，它就成為存儲液體電解質(zhì)的理想材料，它可以成為電池的基礎(chǔ)，同時(shí)又是活動(dòng)部分。”

鋰和鈉的化學(xué)性質(zhì)十分相似，只不過納離子的體積是鋰離子的5倍。這在制作電池時(shí)便成了一大問題，因?yàn)殡姵貢岆x子在正負(fù)極之間穿梭，離子越大，穿梭時(shí)造成的傷害也越大，進(jìn)而縮短電池的壽命，因此鈉無法用來制作電池。但工程師仍希望能研發(fā)出商業(yè)用的鈉電池，因?yàn)殁c的蘊(yùn)藏量比鋰高出許多。

李博士和胡博士想知道，若改用更柔軟的材料來制作電極的框架，是否能減低電極傷害。這類框架通常是以金屬制成，因此十分堅(jiān)硬，但兩位研究者認(rèn)為，經(jīng)過處理的木材可以擁有同樣良好的傳導(dǎo)性，而且也能為不斷膨脹、縮小的電極提供更好的支撐。

他們使用黃松木薄片進(jìn)行測試。先用奈米碳管覆蓋在薄片之上以改善其傳導(dǎo)性，接著再在每塊薄片上加上一層錫;完成之后，將薄片放入含有鈉離子的電解液中，進(jìn)行400次循環(huán)的充放電?？刂平M則是以銅薄片制成的類似電池。

木質(zhì)電池并不完美;其初期容量為339 mAH/g，但在400次循環(huán)充放電之后，只剩145 mAH/g。不過，以初步開發(fā)的原型來說已經(jīng)算相當(dāng)不錯(cuò)，而且表現(xiàn)遠(yuǎn)超過銅框電池;銅框電池的初期容量為50 mAH/g，100次循環(huán)充放電之后便降至22 mAH/g。

當(dāng)然，短時(shí)間內(nèi)你的手機(jī)和筆電里應(yīng)該不會出現(xiàn)木框電池，但那本來就不是兩位研究者的計(jì)劃。他們的研究將有助于大型鈉離子電池的開發(fā)，這些電池可用來儲存太陽能發(fā)電站的電力。