新能源汽車一直是各大生產(chǎn)商爭(zhēng)先研發(fā)的焦點(diǎn)，傳統(tǒng)鋰離子技術(shù)似乎已經(jīng)遇到了技術(shù)瓶頸，比容量和電池壽命較高的鋰氧電池(Li-O2)技術(shù)成為了正在研發(fā)的新突破口，不過(guò)該技術(shù)仍然存在觸媒劑(金和白金)成本高昂，過(guò)程中生成鋰過(guò)氧化物影響電極轉(zhuǎn)換效率的問(wèn)題。耶魯大學(xué)近期一項(xiàng)新研究發(fā)現(xiàn)利用動(dòng)物血液中的血紅蛋白分子，取代目前鋰氧電池使用的觸媒劑，可以避免鋰過(guò)氧化物生成，還可以降低生物廢料。

鋰氧電池是一種基于金屬與空氣化學(xué)能轉(zhuǎn)換電能的電池。在這種電化學(xué)型的電池由誘導(dǎo)的氧化鋰的陽(yáng)極和氧氣陰極組成。此前的研究避免鋰過(guò)氧化物的方法，是用固態(tài)氧和定制電極生成鋰超氧化物的方案。耶魯大學(xué)的研究者在動(dòng)物血液中找到了一種方案，以其中的血紅蛋白分子作為觸媒可以讓鋰氧化物直接分解為鋰離子和氧氣，大幅提高效率。在生物學(xué)上用于攜帶氧氣的血紅蛋白分子效率極高，而且迅速溶解在電極周邊，極大地提高電池充放電效率。

論文作者之一Andre Taylor稱：“當(dāng)你在空氣中吸氣時(shí)，肺毛細(xì)血管中的血紅蛋白分子將氧氣吸收至血液，快速傳輸至全身各器官。呼出時(shí)，又快速傳輸二氧化碳排出體外。這種分子與氧氣的緊密連接，使我們考慮到了將之應(yīng)用在鋰氧電池中。”

“這種生物分子原來(lái)是作為廢料的，在動(dòng)物加工產(chǎn)品中隨處可見(jiàn)。我們的方法還能合理利用廢棄原料，作為可再生能源儲(chǔ)存起來(lái)。”該研究論文已經(jīng)發(fā)表在《自然—通訊》雜志中。

關(guān)于體液與電池技術(shù)的結(jié)合，這并不是第一次。來(lái)自倫斯勒理工學(xué)院的科學(xué)家們就曾宣告，他們研制出了一種可以用體液中的電解質(zhì)發(fā)電的“體液電池”。“體液電池”的想法自提出以來(lái)就引發(fā)了極大關(guān)注，因?yàn)檫@標(biāo)志著我們離“生物能源電池”真正問(wèn)世又近了一步。科學(xué)家們希望“生物能源電池”能夠靠體液或者其他人體排泄的有機(jī)化合物來(lái)發(fā)電，比如淚液和尿液等。

“體液電池”不僅薄如紙片，事實(shí)上它本身就是紙片。因?yàn)殡姵刂?0%的物質(zhì)是植物纖維——它是傳統(tǒng)造紙術(shù)中必不可少的原料，因而廣泛存在于各種紙張及紙制品中。 剩余10%物質(zhì)為定向碳納米管，它的主要作用為導(dǎo)電，同時(shí)由于它的存在使得這種電池呈現(xiàn)黑色。這些碳納米管鑲嵌于紙纖維的縫隙里，其成品成為納米復(fù)合紙。其中一位研發(fā)者說(shuō)，這種電池?zé)o論看起來(lái)、摸起來(lái)還是拿起來(lái)都仿佛紙張一樣。

這種使用了納米技術(shù)的電池具備了像紙張一樣的特質(zhì)：輕薄、可伸縮。并且，由于能源為體液中的電解質(zhì)(通過(guò)吃飯即可補(bǔ)充)，因此很適合用于醫(yī)療器械中。即使脫離人體也可使用，只需要將它浸到含有電解質(zhì)的離子液體中就可以了。(陶朵朵整理)

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