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新型電池用汗水就能充電 可穿戴裝置有望實現“自給自足”

財聯社上海5月12日訊(編輯 黃君芝)

據報道,澳大利亞Strategic Elements公司正在與新南威爾士大學和聯邦科學與工業研究組織(CSIRO)合作,開發一種靈活的、自我充電的電池技術,可以從空氣中的水分中收集電能,直接為裝置供電,而不需要插入電源。

該公司宣稱,這種自我充電技術的進步,可將其充電能力從毫安小時提高到安培小時。Strategic Elements稱這種技術為“能源墨水”,並表示它是不易燃的,由安全、綠色和可持續的材料製成,可以列印到柔性塑膠上。

一直以來,這種技術瞄準的目標都是由電池供電的健身可穿戴裝置。該公司表示,這種技術已經產生了足夠的能量來執行電子面板貼片市場(規模達百億美元級)中的大多數現有裝置,並且預計在今年第三季度之前有一個技術演示裝置可以啟動和執行,以證明它可以完成這項工作,即只需使用者出的汗,永遠不需要充電器。

根據Strategic Elements的說法,這種技術使用了氧化石墨烯,併成功地利用一項關於靈活的、可列印的基於石墨烯氧化物的溼氣發電機(MEGs)的最新研究成果。這項研究中的MEG原型裝置已經證明能夠為計算器和小型感測器提供可靠的動力。

根據這項研究,一對電極、銀漿和FTO玻璃,附著在氧化石墨烯的親水“功能層”上。該層中的官能團質子在乾燥時被固定下來。當裝置兩邊有明顯的溼度梯度時,一邊開始從空氣中吸收水分子,這個過程開始導致COOH(羧酸)等官能團解離,釋放出帶正電的氫離子。

新型電池用汗水就能充電 可穿戴裝置有望實現“自給自足”

功能層潮溼一側的氫離子濃度比干燥一側高,因此氫離子向乾燥一側遷移,形成電荷分離,在電極上產生電壓。如果去除潮溼一側的水分,氫就會向該方向遷移,並與官能團重新結合。整個過程由溼度梯度的存在引發,並由缺乏溼度梯度的情況下逆轉。

據悉,透過用氫氯酸處理氧化石墨烯,該團隊設法在每平方釐米的表面上產生0。85伏和92。8微安的最大電壓,將這些單元串聯或並聯起來,使其輸出倍增而沒有任何損失,使該團隊能夠為小型裝置供電。

新型電池用汗水就能充電 可穿戴裝置有望實現“自給自足”

為了證明它的靈活性,研究人員在一塊碳布上製作了一個電池,然後在一秒鐘內將其從0度彎曲到120度,並重復這一過程2000次。在這個過程結束時,MEG仍然產生了它開始時最大電壓的93%。

Strategic Elements表示,“對我們來說,現在能夠現實地瞄準安培小時範圍,僅從空氣中的溼度產生電能是一個巨大的成就。我們的技術不依賴於稀有材料,沒有安全風險,而且可以為電子產品提供靈活性。”