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[2012.01.11]自我癒合電池:發現自我修復的電池




從Illionis大學 Urbana-Champaign(UIUC) 分校和美國能源部門(DOE)Argonne國家實驗室的研究團隊正研究方法去設計當電池受損時的自我癒合。

UIUC 團隊中的一位科學家Jeff Moore說: "這將可幫助電子學於日常使用中都有的長期反覆充電所造成的損害和日常生活無法避免的物理性損害下存活。" 

科學家認為導電率的喪失是造成電池衰退並壞掉的原因。這個理論大多用於特殊分子缺失上,可能是於電極上化學物的組成或是電極他們自身距離拉遠。 也許是當電池再充電或被使用時材料被迫重複性地膨脹和收縮所造成簡單不可避免的破壞。

無論如何電池儲存容量降低是由於導電率減少所造成的。這也是為何團隊想要提出來。

這配置一 群"緊急修復員"的想法已經在電池中被控制了。這些微小的微膠囊,每一個都比單一一個紅血球還要小並且包含液態金屬在裡面。伴隨電池的組成加入,他們可以潛伏到幾乎整個電池壽命長的時間。

但如果電池受損,膠攘會破裂開和釋放膠囊內的液體金屬到電池中。金屬填滿在電流中的間隙,連接破裂的線路並恢復電源。

膠囊可以被設計出藉由 一些對物理傷害的反應與其他對過熱的反應之不同情況來被激發 。舉例來說,這可允許科學家去量身定做不同含量的膠囊去修復

自從1950年代時微膠囊已經被大規模製造了,當你把妳的鉛筆壓寫在無碳的複寫紙上時,充滿墨水的微膠囊會爆裂開在紙層的下方留下印記。而當你刮擦一張Scratch and Sniff Sticker(一種貼紙括或摩擦了之後就會有特定的香味)時充滿香水的微膠囊會跟著破裂開。

Moore說:"我們希望運用我們已知的科技去使用微膠囊,可能去使這科技易於擴展於商業上的使用。"

團隊的第一步是於簡單系統中進行測試,連接電極和電線 去觀察如果當電路切斷時膠囊是否可以去"癒合"。(觀看以下表示這個的影片)



下一步,研究人員將開始去測試在電池樣板的膠囊。Argonne材料科學家和電池專家Khalil Amine將幫助團隊讓膠囊去適應鋰(Lithium)電池。而其他合作夥伴有UIUI科學家 Nancy Sottos和Scott White。

此研究的資助是由為Argonne 所主導的 能源前沿研究中心(EFRCs)  三個其中之一 的電能儲存中心(CEES),藉由從DOE來的一整比特殊的補助金於2009年所建立。EFRCs有五年跨領域的計畫專注圍繞於特定他們相信於能源科技具有關鍵性突破的科學挑戰。

CEES 如果解決電化學能的儲存科技限制問題,例如對於交通運輸、住宅和商業使用的電池和超級電容器 。

這個結果已經被出版於 Advanced Materials(先進材料)雜誌的"Autonomic Restoration of Electrical Conductivity"(電導率的自主修復)論文中。 Moore's論文的共同作者有 Benjamin Blaiszik, Sharlotte Kramer, Martha Grady, David McIlroy, Nancy Sottos and Scott White.

相關新聞: (簡體)
http://www.mittrchinese.com/single.php?p=162055
http://roll.sohu.com/20111223/n330060272.shtml
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