美研发“储能电缆”获突破性进展

迄今为止，电缆只用于输送电能。想像一下，是否可以用其为随身携带的MP3播放器、智能手机和电动汽车提供动力?乍听起来如同科幻小说。而美国佛罗里达中央大学研究实验室开发出的一种在单个轻量级铜线里既可传输又能存储电量的突破性方法或可将其付诸实现。新一期的《自然》杂志已对这项技术发表了详细论述;《材料科学》杂志会将其作为(6月30日)封面故事的焦点。
佛罗里达中央大学纳米技术科学家托马斯教授说：“铜线是个初发点，但终随着这种技术的改善，特种纤维也可以纳米的结构导电并储存能量。这是一个非常有趣的想法。”
托马斯说，更直接的应用可以在电动汽车、空间运载火箭和便携式电子设备的设计和开发中体现。只要是能够在同一线路上实现存储和输送能源，笨重且占空间的电池可能会成为过时的事。因此其能够进一步使电子设备小型化，或将先前用于电池的空间用作其他用途。例如，对于运载火箭，这可能会减轻负担，使发射成本更低。
据物理学家组织网6月2日，托马斯是在一个晚上在家附近散步的路上获得了这个“储能电缆”的灵感。他带领团队以单一的铜线开始，在铜导线外表面生长出一层纳米晶须;然后用一种特殊的合金处理这些晶须，创建了一个电极。由于两个电极需要强大的能量储存，所以他们不得不想出一个应对办法。
研究人员在创建第二个电极时，通过在产生的晶须周围增加非常薄的塑料片材，并用金属护层将其包裹。然后采用一种特殊的凝胶将这些层面黏合在一起。由于纳米晶须层是绝缘的，因此铜线内部保留传输电能通道的能力，而导线周围的层可独立存储大量的能量。换句话说，该团队在铜丝的外侧创建了超级电容器，可储存强大的能量，比如可以满足供应车辆或重型建筑设备的电量需要。
托马斯说，可以将这种技术方法转移到其他类型的材料上，导致特殊处理过的衣物纤维能持有足够的能量完成大的任务。例如，如果将柔性太阳能电池和这些纤维串联到外套上，便可以独立地给电子小器件和其他设备供应动力。
托马斯说：“这是非常令人兴奋的。我们一步一步地将其实现。我每天都喜欢赶到实验室，然后看看下面会发生什么。有时候也会不尽如人意，但即便那样，失败会教给我们很多东西。”
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