大米将成下一代手机电池主要原料

2013-07-16 09:22 来源:爱活网

当手机不幸落水湿身之后,一碗大米能增加手机被救回来的几率,不过,大米的能耐绝非仅此。我们都知道,短短数年间,智能手机已经从最初的单核进化到了八核,内存等其他元件也在快速发展,唯一还在原地踏步的就是电池了,电池正逐渐成为手机身上瓶颈最大的部件。主打超长待机的诺基亚105等神机已经卖脱销,足见电池的瓶颈多么制约智能机的发展。

我们都知道,短短数年间,智能手机已经从最初的单核进化到了八核,内存等其他元件也在快速发展,唯一还在原地踏步的就是电池了,电池正逐渐成为手机身上瓶颈最大的部件。主打超长待机的诺基亚105等神机已经卖脱销,足见电池的瓶颈多么制约智能机的发展。

在任何一个数码产品的锂电池中,石墨阳极总是不可或缺的。为了提高电池性能,许多研究人员希望用用硅阳极取代原有的石墨阳极,这些研究有潜力将电池容量提升10倍。

但随着需求以几何级膨胀,终有一天,人类手头的石墨材料可能会无法应对这一切,传统的硅阳极会在充放电中膨胀,从而导致电池容量快速下降。韩国的科学家的研究表明,我们或许找到了新的答案:大米

大米作为一种全球广泛种植的农作物,年产量约可达到4.22亿吨。伴随着年产量极高的大米种植,每年也产生了大量的被浪费的稻壳。韩国环境能源水可持续发展研究生学院和韩国先进科学技术研究所的教授蔡张旭(ChoiJangWook)和他的同事发现,通过还原从稻壳中提取的二氧化硅,可以得到具有纳米三维多孔结构的硅。文章发表在7月8日出版的《美国科学院院刊》(PNAS)上。文章中详细介绍了该如何从稻壳中得到硅以及这种硅所具有的纳米三维多孔结构的独特性。

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稻壳有一层独特的二氧化硅层,在稻壳占的比重大约是19.5%,为了保护内部的米粒、防止瓢虫和细菌的侵入,同时能够使空气和水通过,这层二氧化硅具有纳米多孔性。因此从稻壳中被还原的硅,天然就具有纳米多孔材料的三维结构。该研究团队认为这种天然的纳米级结构可以解决电池容量流失问题。去除有机物和金属后,稻壳就剩下99.9%的二氧化硅,然后用镁元素以及高温去除氧元素,就可以得到形态稍稍被改变但仍然细密多孔的硅层了。

这种多孔结构的硅层可以作为涂层附着在石墨阳极上,实验证明,在200次充放电循环后,硅层依然完好,电量也没有流失。目前需要解决的就是如何将这样的技术低成本地推广应用起来。

无论科技怎么发展,向大自然取经似乎永远不会过时。

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