近日,中國科學院院士、復旦大學高分子科學系教授彭慧勝領導的研究小組取得重大突破:成功開發出纖維電池織物示范應用,推進從實驗室走向實際生產的“最后一公里”。
這種新穎的纖維電池有望變革未來能源供應方式,為人們帶來靈活、可靠且高效的電力解決方案。
研究團隊創新性地設計了具有孔道結構的纖維電極,實現了電極與高分子凝膠電解質的完美融合,成功解決了界面穩定性問題;此外,他們還研發出纖維電池的連續化制造技術,實現了高安全性、高儲能性能兼具的大規模纖維電池生產。更為關鍵的是,他們還開發出基于高分子凝膠電解質的纖維電池連續化制造技術,實現了纖維電池的大規模生產。
研究團隊展示了一款集成纖維鋰離子電池的可充電手提包,僅需半小時即可為內置手機充入約20%-30%的電量。他們還計劃進一步集成纖維太陽能電池,以實現衣物、包袋等日常用品的自然能源直接充電。
研究團隊的靈感來源于爬山虎——其能緊密而穩定地附著在其他植物藤蔓上。通過觀察和研究,他們發現爬山虎會分泌出一種具有良好浸潤性的液體,滲透至接觸面的孔道結構中,引發液體中的單體聚合反應,從而將自身與被附著的植物藤蔓牢固連接。這一過程中,孔道結構發揮了至關重要的作用。
受到這一啟示,研究團隊設計了具有多層次網絡孔道和取向孔道的纖維電極,并配制單體溶液,使其滲入纖維電極的孔道結構中。單體聚合反應后,生成高分子凝膠電解質,與纖維電極形成緊密穩定的界面。
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