史大崔屹率团队 研发透明电池
史丹福大学材料科学与工程助理教授崔屹(Yi Cui)继2009年研发出「纸电池」之后,近来成功推出「透明电池」(Transparent Battery)。崔屹与史丹福大学几位研究生的报告,刊登在25日的「美国科学学会发展杂志」(Proceedings of the National Academy of Sciences,www.pnas.org)
崔屹指出,现在几乎所有消费产品都有透明的装置,包括平板电脑、智慧手机介面、数位相框,那为何没有透明的电池?
崔屹于2009年带领研究团队,以普通的影印机用纸,将加入「奈米碳管」(Carbon Nanotubes),以及「奈米银线」(Silver Nanowires)的墨水,放入烤箱中烘干,捲起来之后,就可以成为具有传导性质的电池,并能制成各式形状,比传统充电放电方式要快,可充电4万次。
崔屹研发团队在纸电池后,突发奇想研发透明电池。因传导电体材料没法真正用到透明材料,崔屹想到以肉眼看不到的奈米大小导体,附在透明材料之中,「用肉眼来看这材料看不出里面含有导电材料,」崔屹指出。
道理很简单,但实际上制作起来很困难,研究员杨元(暂译Yuan Yang)指出,要解决三大问题。首先是没法採用传统导电的铜和铝,因为这些材料可以看得到,研究团队找到有点橡胶特性的导电体「聚二甲基硅氧烷」(PDMS:Polydimethylsilozane)。
杨元表示,PDMS是非常便宜的材料,已经大量使用在外科手术及隐形眼镜之中。研究团队将PDMS架构成矩型架构,并加入奈米材料,使PDMS具有导电功能。
再来是制造透明的隔绝物质,分离及夹住电池中的电极(Electrodes),透明物质本身则担任起电池中电解质(Electrolyte)及隔离器(Separators)的功能。
研究团队第三个挑战,是紧密及精确在两个电极中加入电解质。一旦问题解决,可加入更多层面,扩大电池电力。
崔屹指出,现在几乎所有消费产品都有透明的装置,包括平板电脑、智慧手机介面、数位相框,那为何没有透明的电池?
崔屹于2009年带领研究团队,以普通的影印机用纸,将加入「奈米碳管」(Carbon Nanotubes),以及「奈米银线」(Silver Nanowires)的墨水,放入烤箱中烘干,捲起来之后,就可以成为具有传导性质的电池,并能制成各式形状,比传统充电放电方式要快,可充电4万次。
崔屹研发团队在纸电池后,突发奇想研发透明电池。因传导电体材料没法真正用到透明材料,崔屹想到以肉眼看不到的奈米大小导体,附在透明材料之中,「用肉眼来看这材料看不出里面含有导电材料,」崔屹指出。
道理很简单,但实际上制作起来很困难,研究员杨元(暂译Yuan Yang)指出,要解决三大问题。首先是没法採用传统导电的铜和铝,因为这些材料可以看得到,研究团队找到有点橡胶特性的导电体「聚二甲基硅氧烷」(PDMS:Polydimethylsilozane)。
杨元表示,PDMS是非常便宜的材料,已经大量使用在外科手术及隐形眼镜之中。研究团队将PDMS架构成矩型架构,并加入奈米材料,使PDMS具有导电功能。
再来是制造透明的隔绝物质,分离及夹住电池中的电极(Electrodes),透明物质本身则担任起电池中电解质(Electrolyte)及隔离器(Separators)的功能。
研究团队第三个挑战,是紧密及精确在两个电极中加入电解质。一旦问题解决,可加入更多层面,扩大电池电力。