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树木为原料 美国大学开发超级环保太阳能电池

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时间:1900/1/1 0:00:00

一个废弃的电池能污染多少土地?多少水?

如果一个1号电池在地下腐烂,有物质会使一平方米的土地失去使用价值。如果将一粒纽扣电池扔进水中,其中所含的有物质将污染60万升水,相当于一个人一生的用水量。我们什么时候才能扔掉这些愚蠢的电池?

最近,佐治亚理工学院和马里兰大学的研究人员声称,他们开发了一种100%的“绿色”电池,这与我们常见的太阳能电池不同——一种由树木制成的超级环保太阳能电池,“取之不尽用之不竭”。

事实上,传统的太阳能电池还不够环保。佐治亚理工学院有机光子与电子技术中心负责人Bernard Kippelen解释说,尽管传统太阳能电池可以利用太阳能产生清洁能源,但电池本身无法回收。人类只是在减少对化石燃料的依赖,但同时也在消耗其他资源。在这个革命性的电池诞生之前,这无异于拆东墙补西墙。

普通电池含有镉、铅和汞等重金属,而废电池中的重金属是造成污染的罪魁祸首。研究人员认为,为了彻底改变电池污染环境的问题,必须更换电能的载体。既然太阳能电池的工作原理与植物光合作用的原理相似,为什么不能直接由植物纤维制成?

在筛选了数千种材料后,研究人员开发了一种植物纤维纳米晶体(CNC),只有将构成太阳能电池的有机物填充到这种结构中,才能形成简单的植物细胞。因为它也是一种可生物降解的材料,所以电池可以在温水中溶解。“生产的材料是植物本身,有取之不尽的有机光能。电池使用后也能自行分解,100%环保。这才是真正的绿色技术。”研究人员自豪地说。

目前,这种新型电池可以将2.7%的接收到的植物光能转换为太阳能,转换率在有机材料中名列前茅,但远低于传统太阳能电池(在各种太阳能电池中,单晶硅的光电转换效率最高,达到24%)。这种新型太阳能电池除了转化率低于传统太阳能电池外,还面临着对环境的适应性问题。由于这些新型电池的原材料是可降解的,一场大雨很可能会彻底摧毁电池产品。在这方面,马里兰大学的研究人员在电池的环境适应性方面做出了巨大努力。利用纳米技术,研究人员从黄松中提取材料,在木纤维上涂上锡膜,并在传统电池中使用钠代替锂,使生产的电池比纸更薄,还可以发挥一定的“防水”功能,从而提高电池对环境的适应性。

事实上,如果这些新电池能够投入生产线,也将改善工人的健康。常规太阳能电池,特别是光电转换效率最高的单晶硅太阳能电池,在生产过程中有一部分硅以氯硅气体化合物的形式作为废物排放,污染了空气,经常接触硅的工人也容易患上矽肺这一职业病。然而,由树木制成的太阳能电池根本不必担心污染问题。然而,我什么时候能买到这个木制电池?研究人员表示,他们的下一个目标是将转化率提高到两位数。如果研究进展顺利,电池可以在五年后正式上市。一个废弃的电池能污染多少土地?多少水?

如果一个1号电池在地下腐烂,有物质会使一平方米的土地失去使用价值。如果将一粒纽扣电池扔进水中,其中所含的有物质将污染60万升水,相当于一个人一生的用水量。我们什么时候才能扔掉这些愚蠢的电池?

最近,佐治亚理工学院和马里兰大学的研究人员声称,他们开发了一种100%的“绿色”电池,它与我们常见的太阳能电池不同——一种由树木制成的超级环保太阳能电池,“取之不尽用之不竭”……

事实上,传统的太阳能电池还不够环保。佐治亚理工学院有机光子与电子技术中心负责人Bernard Kippelen解释说,尽管传统太阳能电池可以利用太阳能产生清洁能源,但电池本身无法回收。人类只是在减少对化石燃料的依赖,但同时也在消耗其他资源。在这个革命性的电池诞生之前,这无异于拆东墙补西墙。

普通电池含有镉、铅和汞等重金属,而废电池中的重金属是造成污染的罪魁祸首。研究人员认为,为了彻底改变电池污染环境的问题,必须更换电能的载体。既然太阳能电池的工作原理与植物光合作用的原理相似,为什么不能直接由植物纤维制成?

在筛选了数千种材料后,研究人员开发了一种植物纤维纳米晶体(CNC),只有将构成太阳能电池的有机物填充到这种结构中,才能形成简单的植物细胞。因为它也是一种可生物降解的材料,所以电池可以在温水中溶解。“生产的材料是植物本身,有取之不尽的有机光能。电池使用后也能自行分解,100%环保。这才是真正的绿色技术。”研究人员自豪地说。

目前,这种新型电池可以将2.7%的接收到的植物光能转换为太阳能,转换率在有机材料中名列前茅,但远低于传统太阳能电池(在各种太阳能电池中,单晶硅的光电转换效率最高,达到24%)。这种新型太阳能电池除了转化率低于传统太阳能电池外,还面临着对环境的适应性问题。由于这些新型电池的原材料是可降解的,一场大雨很可能会彻底摧毁电池产品。在这方面,马里兰大学的研究人员在电池的环境适应性方面做出了巨大努力。利用纳米技术,研究人员从黄松中提取材料,在木纤维上涂上锡膜,并在传统电池中使用钠代替锂,使生产的电池比纸更薄,还可以发挥一定的“防水”功能,从而提高电池对环境的适应性。

事实上,如果这些新电池能够投入生产线,也将改善工人的健康。常规太阳能电池,特别是光电转换效率最高的单晶硅太阳能电池,在生产过程中有一部分硅以氯硅气体化合物的形式作为废物排放,污染了空气,经常接触硅的工人也容易患上矽肺这一职业病。然而,由树木制成的太阳能电池根本不必担心污染问题。然而,我什么时候能买到这个木制电池?研究人员表示,他们的下一个目标是将转化率提高到两位数。如果研究进展顺利,电池可以在五年后正式上市。

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