海藻纖維素電池的妙用

熱衷于在淘X、京X、新X等C2C、B2C等購物網站上敗家的《Geek》眾編輯都有焦急等待快遞公司送貨的經歷，尤其是查理藍從獲悉運單號碼開始，就分分鐘刷新快遞公司的物流查詢系統，唯恐自己的寶貝中途走失了。要是能隨時看到自己的包裹到了什么地方，各位豈不是安心多了嗎?其實要給貨物貼上標簽紙樣的無線電追蹤裝置在技術上并不難實現，關鍵在于供電問題不太好解決——傳統的鋰電池無法做得像標簽一樣纖薄柔韌。不過現在這個問題似乎有解了，那就是海藻纖維素電池!

常識告訴我們，電池依靠電化學反應工作，每一個電池包含兩個電極(陰極和陽極)，這兩個電極浸沒在電解液中。目前我們用得最多的鋰電池的陽極由碳組成，陰極由氧化鋰鈷組成，后者溶在含有鋰鹽的有機電解液中。當電池被通上電時，電子朝陰極進發，迫使帶正電的鋰離子遠離陰極，進入陽極；當電池放電時，電流讓鋰離子離開陽極返回到陰極。

瑞典烏普薩拉大學的阿爾伯特米蘭因博士發明的新型電池同樣基于這一原理，不同的是這種電池由海藻中提取的纖維素制成。海藻纖維素的纖維極為纖細，會使電池的表面積更大，從而存儲更多電荷；與此同時，由這種纖維素制成的電池也具備了纖薄柔韌的物理性質。因為纖維本身并不能導電，所以米蘭因等人將一種常見的導電聚合物聚吡咯(polypyrrole，通常為無定型黑色固體，不溶不熔，在200℃時會分解，能導電)浸入海藻纖維，從而產生了種能夠導電的混合物。接著他們在這種合成物中制造出新電池的兩極，用浸過鹽水的濾紙作為電解質。

這種新型電池由兩個纖維素電極及夾在中間的浸過鹽水的濾紙構成，結構上就像一個三明治。兩個纖維素電極位于兩塊載玻片之間，兩極上附有鉑帶與外界形成導電接觸。在聚吡咯內發生的化學變化存儲和釋放電量，分子在其中以兩種形態(氧化狀態和還原狀態)存在，當這兩種狀態的分子形成回路時，即產生電流。該電池可在幾秒內完成充電，而且充放電100次后的性能也不會出現較大的損耗。雖然海藻目前電池的效率僅為鋰離子電池的三分之，還不能替代鋰電池，但完全可以用來為前面提到的無線標簽供電，或者用于“智能”包裝材料，比如帶電子顯示屏的包裝盒。可以預見，僅僅在中國，這一技術的前景就十分廣闊，至少《Geek》眾編輯都盼著海藻纖維電池實用化的一天呢。