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叶绿素电池

2018-07-29 15:43:08

叶绿素电池是一种有机电池,2008年由国立虎尾科技大学教授廖重宾与研究生杨秉晃、陈俊郎共同研发。其正负极由隔离膜隔开,其中正极由电解质制成,而负极上方则有碳棒用来通电,外部则由防水纸制成。不含汞、锂等,丢弃后将被大自然分解。于任何液体中,10秒内即能发电,没电时放入液体10秒可重复使用。[1]成本低,售价不到新台币5元。[2]效率高。因而获得2008年台北国际发明展金牌奖。

目录

  • 1 构想
  • 2 难题
  • 3 优点
  • 4 缺点
  • 5 参见
  • 6 参考资料

构想

叶绿素电池的构想来自植物的光合作用,即叶绿素(chlorophyll)吸光、遇水后,会先成为离子态,再进行化学反应。

电池的基本结构包含电解质与导电材质等,若将其中电解质以叶绿素替代,加水形成离子态后,一样会有发电效果。

特别的是,叶绿素形成离子态后,还可与水进行氧化还原反应,产生电流。[3]

难题

叶绿素电池的最大难题是叶绿素为弱电解质,一开始研发的原型只能产生约 0.7V 的电压、1mA 的电流(一般碳锌电池的电压约1.5V电流约 1200 mA)。

为了改善情况,一开始研究人员提高叶绿素使用量,并增加接触水的面积,将粉状叶绿素压实做成片状,外覆以铝箔纸卷曲起来,再让其吸水产生电力。

然而单单让电池充份吸水,就得花两个多小时,而且吸水量太多又会破坏电池结构,因此增加叶绿素并非理想做法。

于是又以改善电池结构,并尝试实验各种集流体材料(收集正、负电子的载体),终于做出可以取代 3 号电池的有机电池,其电压为 1.5V、电流在 850mA 以上电化学电池。[4]

优点

  • 未来若量产,价钱较一般干电池低。
  • 使用叶绿素有机成分的部分,可以自然分解,再度回归到大自然,就这点较没有环境污的问题。
  • 有水溶液便能发电,且可以重复使用,在野外生时也可以使用。
  • 电的转换力较太阳能电池高。[5]

缺点

  • 发电效率低。
  • 叶绿素为弱电解质,即便已经研发出较好的结构,但其电压与电流数值仍不达一般干电池的数值高。
  • 电池续航力较一般的电池来的低。
  • 如果在制造过程中需耗费大量能源,那么即便是有机也不见得环保。
  • 使用上的普遍性和耐用性需要再探讨[6]

参见

  • 电池

参考资料

  1. ^ http://www.nownews.com/2008/10/30/327-2357791.htm
  2. ^ http://www.peopo.org/portal.php?op=viewPost&articleId=25987
  3. ^ http://news.sina.com.tw/magazine/article/7288-1.html
  4. ^ http://news.sina.com.tw/magazine/article/7288-1.html
  5. ^ http://www.shs.edu.tw/works/essay/2012/10/2012100912512042.pdf
  6. ^ http://www.shs.edu.tw/works/essay/2012/10/2012100912512042.pdf
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