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研究發現可替代能源――木頭電池

    對于(yu)風(feng)能和(he)太陽能來說(shuo),當前(qian)最主要(yao)的問(wen)題不是(shi)(shi)它(ta)們(men)的成(cheng)本(近幾(ji)年成(cheng)本已經下跌(die)到可以接受的地(di)步了),而是(shi)(shi)它(ta)們(men)的供能具(ju)有間歇性。也就(jiu)是(shi)(shi)說(shuo),要(yao)想在無(wu)風(feng)和(he)日(ri)落后(hou)向(xiang)電網輸電,就(jiu)得(de)在大風(feng)和(he)日(ri)照時存儲電能,但(dan)目前(qian)成(cheng)本相當昂貴(gui)。

    也許采用(yong)大量廉價(jia)的(de)(de)材(cai)料做電(dian)池(chi)可以轉(zhuan)變現狀(zhuang),這(zhe)也是Grzegorz Milczarek(波蘭(lan)波茲蘭(lan)工業(ye)大學)和Olle Inganas(瑞典林(lin)雪平(ping)大學)這(zhe)周發(fa)表在(zai)《科學》雜志上的(de)(de)論文受到矚目的(de)(de)原因(yin)。這(zhe)兩位研究人員瞄(miao)準了電(dian)池(chi)的(de)(de)三組(zu)件之一――陰極,即(ji)用(yong)造紙廠的(de)(de)廢(fei)液來代替(ti)。

    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(huan)可以做一些有用功。在(zai)充電(dian)(dian)過程中,比如(ru)在(zai)太(tai)陽能電(dian)(dian)池提供電(dian)(dian)流(liu)的作用下(xia),電(dian)(dian)子(zi)會被推向相反(fan)方向,同時離子(zi)被還(huan)原。

    電解質(zhi)(zhi)通常(chang)由(you)大量簡單易得的(de)(de)化學物質(zhi)(zhi)組成(cheng)(所以通常(chang)很廉價),但電極卻不是(shi),它(ta)一(yi)般由(you)金屬構成(cheng)(比(bi)如鉛(qian)、鋅(xin)、鎳或鋰),這將(jiang)使電網(wang)的(de)(de)電池組異常(chang)昂貴,所以制作(zuo)低成(cheng)本電極對電網(wang)電池組來說將(jiang)是(shi)一(yi)個重大的(de)(de)突破,這也是(shi)Dr Milczarek 和 Dr Inganas希望這種(zhong)陰極能夠成(cheng)功的(de)(de)原因。

    良好的(de)陰極(ji)材料必須能(neng)夠大量地以陽離子或(huo)者電子的(de)形式存儲電能(neng)。木(mu)質(zhi)(zhi)素作為木(mu)頭的(de)兩(liang)大組份之(zhi)一,改良之(zhi)后具有(you)良好的(de)潛質(zhi)(zhi),并且木(mu)質(zhi)(zhi)素非常(chang)廉價。而紙(zhi)的(de)主要成分是(shi)(shi)纖維素,也就(jiu)是(shi)(shi)木(mu)頭的(de)另一種(zhong)組份,所以從造紙(zhi)廠里排出(chu)的(de)那些黑色或(huo)棕色廢液,其(qi)主要成分就(jiu)是(shi)(shi)木(mu)質(zhi)(zhi)素。

    Dr Milczarek 和 Dr Inganas認為,木(mu)質(zhi)素(su)分子適合做陰極(ji)是因為他們含有大(da)量(liang)的(de)酚(fen)類,這(zhe)些酚(fen)類很容易(yi)轉變(bian)成醌(kun)類,而(er)醌(kun)類在這(zhe)里就是至關重要的(de)成分,因為它能與(yu)聚(ju)吡咯(ge)結(jie)合,提供陰極(ji)所需的(de)質(zhi)子和電子受體(ti)。聚(ju)吡咯(ge)雖不像木(mu)質(zhi)素(su)那么便宜,但和金(jin)屬比(bi)起(qi)來還是比(bi)較經濟的(de)。

    兩(liang)位研(yan)究(jiu)人員已通過測量證實,木質(zhi)素-聚吡咯陰極(ji)確(que)實是一(yi)種有效的陰極(ji),能(neng)夠大(da)量的存儲(chu)電(dian)能(neng),但很(hen)明顯,這還不夠,如果能(neng)夠再找到一(yi)種同樣廉價的陽極(ji)的話,那(nei)么高可(ke)靠、不間斷的可(ke)替代能(neng)源――木頭電(dian)池時代也許就會來臨。

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