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樹木為原料 美國大學開發超級環保太陽能電池

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時間:1900/1/1 0:00:00

一個廢棄的電池能污染多少土地?多少水?

如果一個1號電池在地下腐爛,有物質會使一平方米的土地失去使用價值。如果將一粒紐扣電池扔進水中,其中所含的有物質將污染60萬升水,相當于一個人一生的用水量。我們什么時候才能扔掉這些愚蠢的電池?

最近,佐治亞理工學院和馬里蘭大學的研究人員聲稱,他們開發了一種100%的“綠色”電池,這與我們常見的太陽能電池不同——一種由樹木制成的超級環保太陽能電池,“取之不盡用之不竭”。

事實上,傳統的太陽能電池還不夠環保。佐治亞理工學院有機光子與電子技術中心負責人Bernard Kippelen解釋說,盡管傳統太陽能電池可以利用太陽能產生清潔能源,但電池本身無法回收。人類只是在減少對化石燃料的依賴,但同時也在消耗其他資源。在這個革命性的電池誕生之前,這無異于拆東墻補西墻。

普通電池含有鎘、鉛和汞等重金屬,而廢電池中的重金屬是造成污染的罪魁禍首。研究人員認為,為了徹底改變電池污染環境的問題,必須更換電能的載體。既然太陽能電池的工作原理與植物光合作用的原理相似,為什么不能直接由植物纖維制成?

在篩選了數千種材料后,研究人員開發了一種植物纖維納米晶體(CNC),只有將構成太陽能電池的有機物填充到這種結構中,才能形成簡單的植物細胞。因為它也是一種可生物降解的材料,所以電池可以在溫水中溶解。“生產的材料是植物本身,有取之不盡的有機光能。電池使用后也能自行分解,100%環保。這才是真正的綠色技術。”研究人員自豪地說。

目前,這種新型電池可以將2.7%的接收到的植物光能轉換為太陽能,轉換率在有機材料中名列前茅,但遠低于傳統太陽能電池(在各種太陽能電池中,單晶硅的光電轉換效率最高,達到24%)。這種新型太陽能電池除了轉化率低于傳統太陽能電池外,還面臨著對環境的適應性問題。由于這些新型電池的原材料是可降解的,一場大雨很可能會徹底摧毀電池產品。在這方面,馬里蘭大學的研究人員在電池的環境適應性方面做出了巨大努力。利用納米技術,研究人員從黃松中提取材料,在木纖維上涂上錫膜,并在傳統電池中使用鈉代替鋰,使生產的電池比紙更薄,還可以發揮一定的“防水”功能,從而提高電池對環境的適應性。

事實上,如果這些新電池能夠投入生產線,也將改善工人的健康。常規太陽能電池,特別是光電轉換效率最高的單晶硅太陽能電池,在生產過程中有一部分硅以氯硅氣體化合物的形式作為廢物排放,污染了空氣,經常接觸硅的工人也容易患上矽肺這一職業病。然而,由樹木制成的太陽能電池根本不必擔心污染問題。然而,我什么時候能買到這個木制電池?研究人員表示,他們的下一個目標是將轉化率提高到兩位數。如果研究進展順利,電池可以在五年后正式上市。一個廢棄的電池能污染多少土地?多少水?

如果一個1號電池在地下腐爛,有物質會使一平方米的土地失去使用價值。如果將一粒紐扣電池扔進水中,其中所含的有物質將污染60萬升水,相當于一個人一生的用水量。我們什么時候才能扔掉這些愚蠢的電池?

最近,佐治亞理工學院和馬里蘭大學的研究人員聲稱,他們開發了一種100%的“綠色”電池,它與我們常見的太陽能電池不同——一種由樹木制成的超級環保太陽能電池,“取之不盡用之不竭”……

事實上,傳統的太陽能電池還不夠環保。佐治亞理工學院有機光子與電子技術中心負責人Bernard Kippelen解釋說,盡管傳統太陽能電池可以利用太陽能產生清潔能源,但電池本身無法回收。人類只是在減少對化石燃料的依賴,但同時也在消耗其他資源。在這個革命性的電池誕生之前,這無異于拆東墻補西墻。

普通電池含有鎘、鉛和汞等重金屬,而廢電池中的重金屬是造成污染的罪魁禍首。研究人員認為,為了徹底改變電池污染環境的問題,必須更換電能的載體。既然太陽能電池的工作原理與植物光合作用的原理相似,為什么不能直接由植物纖維制成?

在篩選了數千種材料后,研究人員開發了一種植物纖維納米晶體(CNC),只有將構成太陽能電池的有機物填充到這種結構中,才能形成簡單的植物細胞。因為它也是一種可生物降解的材料,所以電池可以在溫水中溶解。“生產的材料是植物本身,有取之不盡的有機光能。電池使用后也能自行分解,100%環保。這才是真正的綠色技術。”研究人員自豪地說。

目前,這種新型電池可以將2.7%的接收到的植物光能轉換為太陽能,轉換率在有機材料中名列前茅,但遠低于傳統太陽能電池(在各種太陽能電池中,單晶硅的光電轉換效率最高,達到24%)。這種新型太陽能電池除了轉化率低于傳統太陽能電池外,還面臨著對環境的適應性問題。由于這些新型電池的原材料是可降解的,一場大雨很可能會徹底摧毀電池產品。在這方面,馬里蘭大學的研究人員在電池的環境適應性方面做出了巨大努力。利用納米技術,研究人員從黃松中提取材料,在木纖維上涂上錫膜,并在傳統電池中使用鈉代替鋰,使生產的電池比紙更薄,還可以發揮一定的“防水”功能,從而提高電池對環境的適應性。

事實上,如果這些新電池能夠投入生產線,也將改善工人的健康。常規太陽能電池,特別是光電轉換效率最高的單晶硅太陽能電池,在生產過程中有一部分硅以氯硅氣體化合物的形式作為廢物排放,污染了空氣,經常接觸硅的工人也容易患上矽肺這一職業病。然而,由樹木制成的太陽能電池根本不必擔心污染問題。然而,我什么時候能買到這個木制電池?研究人員表示,他們的下一個目標是將轉化率提高到兩位數。如果研究進展順利,電池可以在五年后正式上市。

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