利用資源豐富的材料且可以鹽水驅動之低環境負荷電池

 

刊登日期:2024/4/23
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日本東北大學與電力中央研究所(CRIEPI)、AZUL Energy及英國AMPHICO以安全的觸媒與紙張、鎂為基材,共同開發了一項之「金屬空氣紙電池」。
 
研究團隊在濾紙之類的紙材上塗佈正極觸媒,負極則採用了鎂,並以集電體包夾,進而製作出金屬空氣紙電池。使用鹽水做為電解液進行電池電流-電壓特性與電流-輸出性能之評估後,確認密度較高的紙張由於毛細管力而具有較高的鹽水吸收能力,但由於保留的電解液量較少,具有較高的電阻,因此輸出較低。研究也發現密度較低的紙張需要更多時間吸收鹽水,但電池輸出較高。由此可知紙材密度的最佳化對於提高金屬空氣紙電池的性能非常重要。
 
經過電池最佳化後,獲得了1.8 V的開路電壓、103 mW/cm2的輸出、968.2 Wh/kg(Mg)的容量。另已確認將奈米碳纖維(CNF)做為導電助劑混合於正極中,可製作出無需使用集電體即可直接連接到設備元件的金屬空氣紙電池。此外,研究團隊設計並製作了一款監測血氧濃度的穿戴式SpO2測定器,且將金屬空氣紙電池做為電源,證實可以遠端監測生物體中的氧氣濃度。
 
新開發的金屬空氣紙電池大多由可回歸自然的材料製成,將可望有助於低環境負荷電池的實用化。此外,由於可以利用鹽水等發電,亦能利用於緊急應變用電源。

資料來源:https://www.tohoku.ac.jp/japanese/newimg/pressimg/tohokuuniv-press20240319_02web_battery.pdf

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