研究發現可替代能源――木頭電池
對(dui)于風能和(he)太陽能來說,當前最主要(yao)的(de)問題不是(shi)(shi)它(ta)們的(de)成本(近幾年成本已經下跌到(dao)可以接(jie)受(shou)的(de)地步(bu)了),而是(shi)(shi)它(ta)們的(de)供能具有間(jian)歇性。也就是(shi)(shi)說,要(yao)想(xiang)在(zai)(zai)無風和(he)日落(luo)后向電(dian)網輸電(dian),就得在(zai)(zai)大風和(he)日照(zhao)時存儲電(dian)能,但(dan)目前成本相(xiang)當昂貴。
也許采用(yong)大量廉價的(de)材(cai)料做電(dian)池(chi)可以轉變現狀,這(zhe)也是(shi)Grzegorz Milczarek(波(bo)蘭波(bo)茲蘭工業大學)和Olle Inganas(瑞(rui)典林雪平大學)這(zhe)周發表在《科(ke)學》雜志上(shang)的(de)論文受到矚目的(de)原(yuan)因。這(zhe)兩(liang)位(wei)研究人員瞄準了電(dian)池(chi)的(de)三組件之一――陰極,即(ji)用(yong)造紙廠(chang)的(de)廢液來代替。
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,它還可以做一些(xie)有用功。在充電(dian)過程中,比如在太(tai)陽能電(dian)池提供電(dian)流(liu)的作(zuo)用下,電(dian)子會被推向相反方向,同時(shi)離(li)子被還原。
電(dian)解質通(tong)常由(you)大量(liang)簡單(dan)易得(de)的(de)化學物質組成(所以通(tong)常很(hen)廉價),但電(dian)極(ji)卻不是(shi),它一(yi)般由(you)金屬構成(比(bi)如鉛、鋅、鎳(nie)或鋰),這將(jiang)使電(dian)網(wang)的(de)電(dian)池組異常昂(ang)貴(gui),所以制作低成本電(dian)極(ji)對(dui)電(dian)網(wang)電(dian)池組來說將(jiang)是(shi)一(yi)個(ge)重大的(de)突破,這也是(shi)Dr Milczarek 和 Dr Inganas希望這種陰極(ji)能(neng)夠成功(gong)的(de)原(yuan)因。
良(liang)好(hao)的(de)(de)陰極材(cai)料必須能夠(gou)大量地以陽(yang)離(li)子(zi)或(huo)(huo)者電子(zi)的(de)(de)形式(shi)存儲電能。木(mu)質(zhi)素作(zuo)為(wei)木(mu)頭的(de)(de)兩大組份之一,改良(liang)之后具有良(liang)好(hao)的(de)(de)潛(qian)質(zhi),并(bing)且木(mu)質(zhi)素非(fei)常廉(lian)價。而紙(zhi)的(de)(de)主要成(cheng)分(fen)是纖(xian)維素,也(ye)就是木(mu)頭的(de)(de)另一種組份,所以從造紙(zhi)廠里排出的(de)(de)那些黑色或(huo)(huo)棕色廢液,其主要成(cheng)分(fen)就是木(mu)質(zhi)素。
Dr Milczarek 和 Dr Inganas認(ren)為,木(mu)質(zhi)素分子適(shi)合(he)(he)做陰極是因為他們含有大量的酚類,這些酚類很容易轉變成醌類,而醌類在這里就是至關重(zhong)要的成分,因為它能與(yu)聚(ju)吡咯(ge)結合(he)(he),提供陰極所需的質(zhi)子和電子受體。聚(ju)吡咯(ge)雖不像木(mu)質(zhi)素那么便宜,但(dan)和金(jin)屬比(bi)起來還是比(bi)較經濟的。
兩位研究(jiu)人員已通過測量(liang)(liang)證實,木(mu)質素(su)-聚吡咯(ge)陰(yin)極確實是一種(zhong)有效的(de)陰(yin)極,能(neng)夠(gou)大量(liang)(liang)的(de)存儲電(dian)能(neng),但(dan)很明(ming)顯,這還不(bu)夠(gou),如果能(neng)夠(gou)再(zai)找到一種(zhong)同樣廉價的(de)陽極的(de)話,那么高可靠、不(bu)間斷(duan)的(de)可替代能(neng)源――木(mu)頭(tou)電(dian)池時代也許就會來臨(lin)。