科學(xué)家們使用造紙和紙漿的廢棄物制造新型的電池陰極

盡管人們一直憧憬著一個(gè)電子化無(wú)紙社會(huì)，但目前紙質(zhì)印刷品在全球仍然非常普遍。據(jù)《科學(xué)美國(guó)》報(bào)道，對(duì)紙質(zhì)材料的需求可能會(huì)帶來(lái)意想不到的效果，即為生產(chǎn)價(jià)廉物美、環(huán)境友好的可充電電池提供原材料。

波蘭波茲南大學(xué)的Grzegorz Milczarek和瑞典林克平大學(xué)的Olle Ingan?s將紙和紙漿生產(chǎn)產(chǎn)生的廢棄材料與聚合物結(jié)合，研發(fā)出了新型的電池陰極。目前的電池陰極主要是使用不可再生的鋰或鈷，而新電極采用了占植物30%的木質(zhì)素為原料。每年造紙業(yè)會(huì)產(chǎn)生3500到4500萬(wàn)噸的廢棄物，而這些物質(zhì)正是木質(zhì)素的衍生物。

事實(shí)上，電池分陰陽(yáng)兩極，且內(nèi)部充盈著電解液。電池放電時(shí)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在陰陽(yáng)兩極間形成電子流。在本次研究中，研究人員使用了新型聚合物作為實(shí)驗(yàn)電池的陰極，木質(zhì)素衍生物的絕緣性與新型聚合物的導(dǎo)電性相結(jié)合，形成一種能夠有效承載電池充電的新型化合材料。

Olle Ingan?s表示，研究最初的設(shè)想是在處理植物的過(guò)程中將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲(chǔ)存。通過(guò)光合作用，分子的電化學(xué)反應(yīng)可以傳輸電子和質(zhì)子，動(dòng)物在新陳代謝的過(guò)程中也會(huì)使用相同的反應(yīng)機(jī)制。研究人員試圖模擬動(dòng)植物的可循環(huán)新陳代謝過(guò)程。

Ingan?s說(shuō)，研究需要進(jìn)一步深入，可充電電池尚無(wú)法與目前常用的金屬兩電極充電池相比。他說(shuō)：“我們還要做很多工作，來(lái)改進(jìn)電極的充電密度，我們正在朝這個(gè)方向努力。”目前技術(shù)難點(diǎn)是電池在不工作時(shí)漏電速度過(guò)快，研究人員希望不同作物的不同木質(zhì)素衍生物能解決這一問(wèn)題。