新型電纜既可輸送又能儲存能量

迄今為止，電纜只用于輸送電能。想像一下，是否可以用其為隨身攜帶的MP3播放器、智能手機(jī)和電動汽車提供動力?乍聽起來如同科幻小說。而美國佛羅里達(dá)中央大學(xué)研究實驗室開發(fā)出的一種在單個輕量級銅線里既可傳輸又能存儲電量的突破性方法或可將其付諸實現(xiàn)。最新一期的《自然》雜志已對這項技術(shù)發(fā)表了詳細(xì)論述;《材料科學(xué)》雜志會將其作為(6月30日)封面故事的焦點(diǎn)。

佛羅里達(dá)中央大學(xué)納米技術(shù)科學(xué)家托馬斯教授說：“銅線是個初發(fā)點(diǎn)，但最終隨著這種技術(shù)的改善，特種纖維也可以納米的結(jié)構(gòu)導(dǎo)電并儲存能量。這是一個非常有趣的想法�！�

托馬斯說，更直接的應(yīng)用可以在電動汽車、空間運(yùn)載火箭和便攜式電子設(shè)備的設(shè)計和開發(fā)中體現(xiàn)。只要是能夠在同一線路上實現(xiàn)存儲和輸送能源，笨重且占空間的電池可能會成為過時的事。因此其能夠進(jìn)一步使電子設(shè)備小型化，或?qū)⑾惹坝糜陔姵氐目臻g用作其他用途。例如，對于運(yùn)載火箭，這可能會減輕負(fù)擔(dān)，使發(fā)射成本更低。

據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)6月2日報道，托馬斯是在一個晚上在家附近散步的路上獲得了這個“儲能電纜”的靈感。他帶領(lǐng)團(tuán)隊以單一的銅線開始，在銅導(dǎo)線外表面生長出一層納米晶須;然后用一種特殊的合金處理這些晶須，創(chuàng)建了一個電極。由于兩個電極需要強(qiáng)大的能量儲存，所以他們不得不想出一個應(yīng)對辦法。

研究人員在創(chuàng)建第二個電極時，通過在產(chǎn)生的晶須周圍增加非常薄的塑料片材，并用金屬護(hù)層將其包裹。然后采用一種特殊的凝膠將這些層面黏合在一起。由于納米晶須層是絕緣的，因此銅線內(nèi)部保留傳輸電能通道的能力，而導(dǎo)線周圍的層可獨(dú)立存儲大量的能量。換句話說，該團(tuán)隊在銅絲的外側(cè)創(chuàng)建了超級電容器，可儲存強(qiáng)大的能量，比如可以滿足供應(yīng)車輛或重型建筑設(shè)備的電量需要。

托馬斯說，可以將這種技術(shù)方法轉(zhuǎn)移到其他類型的材料上，導(dǎo)致特殊處理過的衣物纖維能持有足夠的能量完成大的任務(wù)。例如，如果將柔性太陽能電池和這些纖維串聯(lián)到外套上，便可以獨(dú)立地給電子小器件和其他設(shè)備供應(yīng)動力。

托馬斯說：“這是非常令人興奮的。我們一步一步地將其實現(xiàn)。我每天都喜歡趕到實驗室，然后看看下面會發(fā)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。”