樹木為原料 美國大學(xué)開發(fā)超級(jí)環(huán)保太陽能電池
日期：2024-10-16 11:39:05 作者：宏力精密鋼管 閱讀數(shù)：491一顆廢棄的電池能污染多少土地?多少水?
如果一節(jié)一號(hào)電池在地里腐爛，有毒物質(zhì)能使一平方米的土地失去使用價(jià)值，而扔一粒紐扣電池進(jìn)水里，它其中所含的有毒物質(zhì)會(huì)造成60萬升水體的污染，相當(dāng)于一個(gè)人一生的用水量。何時(shí)我們才可以摒棄這些坑爹的電池。
近日，佐治亞理工學(xué)院和馬里蘭大學(xué)的研究人員聲稱他們已經(jīng)研發(fā)了一款百分百“綠色”的電池，這和我們常見的太陽能電池并不是一回事——用樹木做成的超級(jí)環(huán)保太陽能電池，這款電池是“用不完”的。
事實(shí)上，常規(guī)的太陽能電池還不夠環(huán)保。佐治亞理工學(xué)院有機(jī)光子學(xué)和電子技術(shù)中心的負(fù)責(zé)人Bernard Kippelen解釋稱，常規(guī)的太陽能電池雖然能利用太陽光能發(fā)電生產(chǎn)清潔能源，但電池本身是不能回收再利用的，人類只是在減少了對(duì)化石燃料的依賴，但同時(shí)消耗著其他資源，在這款革命性的電池誕生之前，這和拆了東墻補(bǔ)西墻沒什么區(qū)別。
普通電池中含有鎘、鉛、汞等重金屬，其廢舊電池中的重金屬正是帶來污染的元兇。研究人員認(rèn)為，要徹底改變電池污染環(huán)境的問題，必須換掉電能的載體，既然太陽能電池的工作原理和植物光合作用類似，那為什么不可以直接用植物纖維制作電池?
經(jīng)過上千種材料的篩選后，研究人員研發(fā)了一種植物纖維納米晶體(cellulose nano crystal, CNC)，只需要把構(gòu)成太陽能電池的有機(jī)物裝入這種結(jié)構(gòu)中就能形成簡單的植物電池。由于這也是一種有生物降解功能的材料，電池能夠在溫水中自行溶解?！吧a(chǎn)的材料是植物本身，這里有取之不盡的光能有機(jī)物，電池使用后也可以自行分解，百分百地環(huán)保，這才是真正的綠色科技。”研究人員自豪地表示。
目前，這種新型電池能將接收到植物光能的2.7%轉(zhuǎn)化為太陽能電能，轉(zhuǎn)化率在有機(jī)材料中名列前茅，不過還遠(yuǎn)不及常規(guī)太陽能電池(在所有種類的太陽能電池中，光電轉(zhuǎn)換效率最高的是單晶硅，達(dá)到24%)。除了轉(zhuǎn)化率不及常規(guī)太陽能電池之外，這種新型太陽能電池面臨的另一個(gè)問題是對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力，由于這些新型電池的原材料是可降解的，很可能一場大雨就能將電池產(chǎn)品徹底毀掉。對(duì)此，馬里蘭大學(xué)的研究人員在電池的環(huán)境適應(yīng)能力問題上下了功夫。研究人員利用納米技術(shù)，從黃松中取材，在木纖維上涂了一層錫膜，并使用鈉代替常規(guī)電池中的鋰，這樣生產(chǎn)出的電池比紙張薄，也能起到一定程度的“防水”功能，從而增加電池對(duì)環(huán)境適應(yīng)能力。
事實(shí)上，假如這些新型的電池能夠正式投入生產(chǎn)線，它還將會(huì)改善工人們的身體健康。常規(guī)的太陽能電池尤其是光電轉(zhuǎn)化效率最高的單晶硅太陽能電池，在生產(chǎn)過程中有一部分硅會(huì)以氯硅氣體化合物的形式作為廢料排出，污染空氣，經(jīng)常接觸硅的工人也容易患上“矽肺”這種職業(yè)病，而這種用樹木做成的太陽能電池，工人們完全不必?fù)?dān)心污染問題。然而，什么時(shí)候才能拿到這塊木頭電池?研發(fā)人員表示，他們的下一個(gè)目標(biāo)是將轉(zhuǎn)化率提高到兩位數(shù)，假如研究進(jìn)展順利，5年內(nèi)這種電池就能正式推出市場。