充電速度快、規模可大可小,麻省理工推出奈米級水分解製氫電池

作者 | 發布日期 2019 年 04 月 18 日 8:45 | 分類 奈米 , 能源科技 , 電池 follow us in feedly

如要打造微型電子設備,電路、電池等內含物尺寸都要大幅縮小,對此,麻省理工已研發出奈米大小的水分解製氫電池,其只有 50nm 厚、甚至比頭髮還要細,說不定會成為世界最小、壽命跟充放電性能兼具的電池。




目前最小的電池為鈕扣電池,大小跟硬幣差不多,但是科技設備總會往更小更精細的方向發展,像是對於微型感測器來說,電池大小就會成為一大問題,麻省理工林肯實驗室先進感測器與科技組科學家 Raoul Ouedraogo 表示,假如可以研發出依據設備大小、形狀改變組裝模式,成本又低的電池,或許可進一步擴大電子設備的應用。

現在也有許多科學家正為了研發小型電池而努力著,像是先前美國馬里蘭大學也有推出奈米固態鋰電池,新型電池面積雖然跟郵票差不多大小,但其實裡面暗藏玄機、塞滿數百萬顆 3D 微電池;日本電子零件製造商 TDK 的新型固態電池也小如晶片,有機會取代溫控感測器內的鈕扣型鹼性電池。

而此次麻省理工團隊則帶來全新的水分解製氫奈米電池(有動圖),其中該電池透過空氣中的水分子來發電,當水分子接觸到電池時,會分裂成氫原子和氧原子,之後氫原子會儲存在電池內部,這便是該電池的「充電」行為,若電池要釋放電力,氫原子則會經過電池的活性金屬與空氣中的氧結合。

(Source:麻省理工林肯實驗室

目前該團隊也已製造出比頭髮還要薄、50nm 厚的奈米級電池,與此同時該團隊實驗也指出,這種電池規模可大可小,單位從奈米到公分都可以,因此科學家可以輕鬆將這類電池整合到奈米級或是微米級電晶體,亦或是以公分或公釐為單位的元件和感測器中。

林肯實驗室化學、微系統與奈米部門科學家 Annie Weathers 表示,氧化物跟金屬層很容易被塑造成奈米級幾何圖形,科學家便可善加利用這項特性,將他們應用在複雜的電池中,或是沉積在可撓性基板上。

只不過目前團隊並沒有公布電池的材質或是表現數據,只說比目前的電池高出兩個數量級,有望提高未來電池的輸出功率。麻省理工團隊指出,研究希望可透過新型電池提升充電速度,並延長壽命與緩解電池充電造成的電力損失問題。

該電池在製造上也具有優勢,團隊指出,新型電池在室溫下就可研製,且過去科學家由於希望可找出新一代綠色製氫法,也一直在研發水分解製氫技術,團隊責將是第一個應用此技術來打造電池的研究。

(首圖來源:麻省理工