木頭或可用來(lái)制造鈉電池

據(jù)英國(guó)《經(jīng)濟(jì)學(xué)家》雜志網(wǎng)站近日?qǐng)?bào)道，美國(guó)馬里蘭大學(xué)的李騰(音譯)和胡良兵(音譯)兩位博士開(kāi)展的一項(xiàng)最新研究，可能很快會(huì)讓木頭作為高科技應(yīng)用的先進(jìn)材料。他們的實(shí)驗(yàn)表明，倘若能有效地利用木材，就可以成功地制造出鈉電池，取代目前的鋰電池，大幅降低電池的制造成本。

鋰和鈉在化學(xué)性質(zhì)上十分類似，只不過(guò)鈉離子的“塊頭”是鋰離子的5倍。鑒于電池正是通過(guò)讓離子在陰極和陽(yáng)極之間來(lái)回穿梭來(lái)工作的，離子越大，這種穿梭造成的破壞越大，進(jìn)而縮短電池的壽命，因而鈉離子失去了制造電池的資格。但工程師們?nèi)匀幌ＭO(shè)計(jì)出商用的鈉電池，因?yàn)殁c的儲(chǔ)量遠(yuǎn)比鋰豐富。

李騰和胡良兵想知道，是否可以通過(guò)使用更柔韌的材料做電池框架來(lái)減少對(duì)電極的損害。這類框架也會(huì)與電極之間傳遞電流，一般由金屬制成，因此十分堅(jiān)硬。但他們認(rèn)為，經(jīng)過(guò)處理的木頭也可以很好地承擔(dān)這一傳導(dǎo)任務(wù)，并為由于離子的進(jìn)進(jìn)出出而不斷膨脹、縮小的電極提供更好的支撐。

他們使用黃松木薄片對(duì)這一想法進(jìn)行了測(cè)試。他們先用碳纖維管包裹薄片，以提高其導(dǎo)電能力。然后在每塊薄片上加了一薄層錫(錫是鋰或鈉電池陽(yáng)極的理想材料)，再將薄片浸入含有鈉離子的電解液中，并讓得到的電池進(jìn)行了400次充放電循環(huán)。為了便于比較，他們也用銅塊制造了同樣的電池。

得到的木框電池并不完美。其初始電容為339毫安小時(shí)/克，經(jīng)過(guò)400次充放電循環(huán)后下降到145毫安小時(shí)/克，然而，以初步開(kāi)發(fā)的模型來(lái)說(shuō)，這并不算太壞。而且，其性能遠(yuǎn)勝銅框電池，后者的初始電容僅為50毫安小時(shí)/克，經(jīng)過(guò)100次充放電循環(huán)后就下降到了22毫安小時(shí)/克。這一結(jié)果表明，木頭似乎可以用來(lái)制作電池框架。

不過(guò)，人們并不會(huì)很快在手機(jī)或手提電腦中看到木框電池，這也并非這兩名研究人員的初衷。他們的研究將用于大塊頭鈉離子電池的開(kāi)發(fā)，這些電池可以在夜間存儲(chǔ)太陽(yáng)能發(fā)電站提供的電力。

目前，廉價(jià)的存儲(chǔ)設(shè)備是太陽(yáng)能這塊能源拼圖上缺失的一塊，很多科學(xué)家的解決方案都集中在制造越來(lái)越復(fù)雜的人造材料。如果這塊拼圖由一種最古老的材料而非時(shí)髦的新材料填滿，或許會(huì)讓人大跌眼鏡。