@ 2015.10.13 , 11:00

蘑菇不仅能吃,还能做电池

蘑菇是很多美味佳肴中不可或缺的食材,不过有些毒性蘑菇能够导致奇异的幻觉,不过要说到最近的发展,这些菌类可能会在不久的将来为你家的电动车进行充电,为你的手机充电。加州大学的研究人员蘑菇能够为锂离子电池提供持久性的电力供应,并且是环境友好型的产品。

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这一新奇的发电方式来自夫妻研究团队- Cengiz和Mihri Ozkan,他们都是加州大学河滨分校的工程师。之前他们一直在致力于研究自然材料来代替目前的电池。目前使用石墨阳极的电池生产过程中,每制造一顿石墨材料,需要使用大量的氢氟酸和硫酸,这就会同时产生2吨多的污水。如果能够寻找到相对“绿色”的方式来代替这种制造工艺,我们就能够减少对环境的污染。

为了寻找这种代替工艺,他们两人尝试剥离褐蘑菇(portabella mushrooms)伞盖的表层,然后在900度的环境下对剥离物进行加热,将其变成碳纳米带状结构。通过在反应中添加氢氧化钾,这一过程中还引起了多重反应,并生成了一些有机物和钾的化合物的。最终的生成物--纳米粒度带(nanoribbon)上面会布满大小不等的孔。这一生产工艺被发表在《Nature Scientific Reports》上。

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这种包含大小空洞的带状物有利于材料在锂离子进入和离开电池阳极时有一定的伸缩性,并在此同时保持结构的完整性。这种情况下,材料的耐久性更好,同时能够提供更大的电流。Cengiz Ozkan描述到。

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同时,他们利用此技术制作了一枚小型纽扣电池,并进行了约700次的充放电测试,如果用于电动汽车,这种使用方式大概能够为电动汽车提供约7年的电力供应。电池的充放电容量大概在260毫安/克/小时。
虽然目前蘑菇电池的能力还不如石墨电池(300-350毫安/克/小时),不过蘑菇电池的潜力还有待挖掘。当你开始使用电池的时候,电池的容量就开始增加了! Mirhi Ozkan说。

由于电池内部的材质会发生伸展和收缩,材料上原本关闭的空隙会打开,这就相当于增加了通电的面积(通过的离子数量变大),因此材料的电容会增大!在我们测试完700次充放电之后,我们对电池容量进行了测试,发现他喵的增加了25%。

他们还将测试不同品种的菌类,看看哪些蘑菇具有更好的天然结构。不过最重要的时候还是要找一个电池生产商将他进行量产。相比于从中国进口石墨烯或者是自行从煤矿进行提炼,目前的生产工艺还不算特别复杂,因为蘑菇可以进行大棚种植。

而之前我们也报道过能够用于代替现有电池阳极的其他材料,包括蛋壳、包装花生和芦苇。

本文译自 IEEE Spectrum,由译者 邻家乖蜀黍 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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