電池或許也能“瘦身”

曉陽

在我們的印象中，電線會損失所輸送的電能，是因為電線本身有電阻，在傳輸電能的過程中會發熱。然而，美國佛羅里達州中央大學的研究人員托馬斯發現，采用特殊的護套覆蓋電線后，電線可變身為儲能的電池。這項新技術為電池“瘦身”提供了新的思路。

無論是在我們的日常生活中，還是在尖端技術領域里，如何讓電池變得“瘦小”且高效，是科技專家一直在想辦法攻克的難題。比如，如果要讓我們的手機變得更加超薄，就需要能效更高的超薄電池；要讓電動汽車一次行駛的里程更長，則需要更輕更強的電池；要使得太空飛行器飛得更快、更遠且成本更低，也需要能效比更高的超薄超輕電池。

托馬斯在自家屋子旁邊的小路上夜間散步時，也想到了上述問題。換成我們普通人，對那些高深的技術問題也就想想而已。然而，托馬斯是一名物理學家，他會把日常生活中的一些奇思妙想轉化為研究課題。要讓電池變薄，一般會想到用納米技術。托馬斯的第一個念頭也是用碳納米管。然而，用碳納米管制造電池的成本有些高。如果按這個思路，電池是超薄了，但是也成為大部分人用不起的“土豪電池”了。于是他接著考慮，是不是可以把電線直接做成電池呢？這樣既可以充當通電線路，也可以作為儲能的電池，這種二合一的方法在許多高科技產品的設計中也常常用到。

托馬斯立即被自己的這個“靈光一閃”的創意弄得激動起來。他回到家里，立即為自己設想中的“電線電池”設計實驗方案。第二天一早，他就迫不及待地來到實驗室，開始了這個新的課題的研究。他給輸送電流的銅線訂制了密布的納米晶須，外面套一根起保護作用的高分子套管。這些納米晶須的長度只有頭發絲直徑的萬分之一，肉眼難辨。在電子顯微鏡下，可以看到這些晶須像一層絨毛，密密麻麻地分布在高分子薄膜套管的內表面。在充電模式下，當有電流流經銅線時，這些納米晶須就會“偷走”大部分電能存儲起來。在用電模式下，納米晶須又把電能“釋放”出來，通過銅線輸送給電器的用電器件。

這個過程描述起來似乎比較簡單，但是完成起來相當復雜。首先，是要選取合適的原料來制造納米晶須。其次，還要設計納米晶須的分布模式。最后，選擇哪種高分子套管也很有講究，要經過數以千計的反復實驗，才能不斷地提升儲能效果。研究結果還發現，單層納米晶須的儲能容量太低。因此，可以適當增加套管的數量，但是也不能增加過多，過多會讓“電線電池”變得更加笨重，而單位體積的儲能量降低。

托馬斯說：“這項技術是非常令人興奮的。我每天都喜歡趕到實驗室，然后看看下面會發生什么。有時候也會不盡如人意，但即便那樣，失敗會教給我們很多東西。我們正在一步一步地達成自己的最初愿望，還可能做得更好。”托馬斯表示，“電線電池”將大大增加“移動用電”的使用時間，如果“電線電池”最終能夠上市，將會在許多領域引發大的變革。

或許在不久的將來，讓我們的手機、電腦等電器超薄且“續航時間”超長，續航里程超過1 000公里的輕型電動汽車也將不再是夢想，各種航天器的發射成本也可大幅降低。如果“電線電池”真的研制成功并推廣了，我們的手機或平板電腦或許就能變成像卡片那么薄了。我們也不用擔心手機突然沒電了，“電線電池”可以讓我們一個月充一次電就夠了；當手機提醒我們須要充電時，其實還可以用一兩天，我們不必著急找地方充電。那樣的使用體驗該是多好啊！endprint