科研人员展示用纤维电池织物为手机充电 本报记者 陶磊 摄
你是否想象过,柔软透气的衣服可以储存能量,方便地为手机、手表等充电?曾经存在于科幻小说中的场景,正在渐渐走进现实。
近日,复旦大学彭慧胜团队在高性能纤维电池以及电池织物的研究中取得新突破,通过设计具有孔道结构的纤维电极,实现电极与高分子凝胶电解质的有效复合,解决了高分子凝胶电解质与电极界面稳定性差的难题;发展出基于高分子凝胶电解质的纤维电池的连续化构建方法,实现了高安全性、高储能性能纤维电池的规模制备,建立了纤维电池织物的应用示范。
4月24日,相关研究成果以《基于高分子凝胶电解质的高性能纤维电池》为题,发表于《自然》(Nature)主刊。该研究成功走通了柔性纤维电池研发的“最后一公里”,有望为人机交互、健康检测、智能传感等领域提供有效的能源解决方案。经过十多年探索研究,团队相继攻克了前两个难题。由于纤维电池织物和人体紧密贴合,对安全性要求极高,而此前电池中主要使用易漏易燃的有机电解质,无法满足应用要求,使用高安全性的高分子凝胶电解质是有效的解决方法。团队设计了具有多层次网络孔道和取向孔道的纤维电极,并设计单体溶液使之渗入到纤维电极的孔道结构中,单体发生聚合反应后生成高分子凝胶电解质,从而与纤维电极形成紧密稳定的界面,进而实现了高安全性与高储能性的兼得。通过自主设计关键设备,团队建立了纤维电池中试生产线,实现每小时300瓦时的产能,“相当于每小时生产的电池可同时为20部手机充电。”团队成员介绍。
如今,团队已率先试制了一款可充电概念背包,在变形、水洗、强紫外线照射后仍能稳定供电。
本报记者 张炯强