研究發現可替代能源――木頭電池
對于風(feng)能和太陽(yang)能來說,當(dang)(dang)前最主要的(de)(de)問題不是它(ta)們的(de)(de)成(cheng)本(近(jin)幾年成(cheng)本已經(jing)下跌到可以接受的(de)(de)地(di)步了),而是它(ta)們的(de)(de)供能具(ju)有間歇性(xing)。也就(jiu)是說,要想(xiang)在無風(feng)和日(ri)落后向電網輸電,就(jiu)得在大風(feng)和日(ri)照(zhao)時存儲(chu)電能,但目前成(cheng)本相當(dang)(dang)昂貴(gui)。
也(ye)許采(cai)用(yong)大量廉(lian)價的(de)材料做電池(chi)可以(yi)轉變現狀(zhuang),這(zhe)也(ye)是Grzegorz Milczarek(波蘭(lan)波茲蘭(lan)工業大學)和Olle Inganas(瑞典林雪平大學)這(zhe)周發表在《科學》雜(za)志上的(de)論(lun)文受到矚目的(de)原因。這(zhe)兩(liang)位研究(jiu)人員瞄(miao)準了電池(chi)的(de)三(san)組件(jian)之一(yi)――陰極,即(ji)用(yong)造紙廠的(de)廢液來(lai)代替。
任何電池都包含兩個電極(陰極和陽極)和電解質。電流可以以陽離子的形式(比如質子,也就是氫原子的原子核)經過電解質從陽極流到陰極,以平衡電子的電流,同時電子以同樣的方式流過外部電路,在電子流回到電池前(qian),它(ta)還可以(yi)做一(yi)些有用功。在充電(dian)(dian)過程中,比如在太陽能電(dian)(dian)池提供電(dian)(dian)流的作用下,電(dian)(dian)子會(hui)被推向相反方向,同時離子被還原。
電(dian)(dian)解質通(tong)常(chang)由大量簡單易得的(de)(de)化學(xue)物質組成(所以通(tong)常(chang)很廉(lian)價),但(dan)電(dian)(dian)極卻不是(shi),它一(yi)般由金(jin)屬構(gou)成(比如(ru)鉛、鋅、鎳或(huo)鋰),這將(jiang)使電(dian)(dian)網(wang)的(de)(de)電(dian)(dian)池組異常(chang)昂貴(gui),所以制(zhi)作(zuo)低(di)成本(ben)電(dian)(dian)極對電(dian)(dian)網(wang)電(dian)(dian)池組來說將(jiang)是(shi)一(yi)個重(zhong)大的(de)(de)突破,這也是(shi)Dr Milczarek 和 Dr Inganas希(xi)望(wang)這種(zhong)陰極能夠成功的(de)(de)原因。
良(liang)好的(de)陰極材料(liao)必須能夠大量地(di)以(yi)陽離子或者(zhe)電子的(de)形式存儲電能。木(mu)(mu)質素作為木(mu)(mu)頭(tou)的(de)兩大組份(fen)之(zhi)一(yi),改良(liang)之(zhi)后具有良(liang)好的(de)潛質,并且木(mu)(mu)質素非常(chang)廉價(jia)。而紙的(de)主(zhu)要成(cheng)分(fen)是纖(xian)維素,也就(jiu)是木(mu)(mu)頭(tou)的(de)另一(yi)種組份(fen),所以(yi)從造紙廠里排(pai)出的(de)那些(xie)黑色或棕(zong)色廢液,其主(zhu)要成(cheng)分(fen)就(jiu)是木(mu)(mu)質素。
Dr Milczarek 和 Dr Inganas認(ren)為,木質素分子(zi)適合做陰(yin)極(ji)(ji)是因(yin)為他們含有大量(liang)的(de)酚(fen)(fen)類(lei),這(zhe)些(xie)酚(fen)(fen)類(lei)很容易轉(zhuan)變成醌類(lei),而醌類(lei)在這(zhe)里就(jiu)是至關重要的(de)成分,因(yin)為它能與聚吡(bi)咯結合,提供陰(yin)極(ji)(ji)所需的(de)質子(zi)和電子(zi)受體。聚吡(bi)咯雖(sui)不像木質素那么便(bian)宜,但和金(jin)屬比起來還是比較經濟的(de)。
兩位(wei)研究人員(yuan)已(yi)通過測量(liang)(liang)證(zheng)實(shi)(shi),木(mu)質素-聚吡咯陰極確實(shi)(shi)是(shi)一(yi)種有效(xiao)的(de)(de)陰極,能(neng)夠大量(liang)(liang)的(de)(de)存儲電能(neng),但很明顯,這(zhe)還不夠,如果能(neng)夠再找到一(yi)種同樣廉價的(de)(de)陽極的(de)(de)話,那么高可靠、不間(jian)斷的(de)(de)可替代能(neng)源――木(mu)頭電池(chi)時(shi)代也許(xu)就會(hui)來臨。
