水被擠進最小的縫隙后,就能以意想不到的方式加以利用。一種新型電池依靠黏土層中的微量水,可以在火星這樣極端的環境中持續提供電力。
瑞士聯邦理工學院的Vasily Artemov和同事使用與傳統電池類似的部件制造了這種電池,其中包括兩個電極,一個帶負電,一個帶正電。但他們沒有用金屬制造這些電極,而是使用了碳基材料石墨烯。研究人員也沒有在電極之間填充鋰鹽溶液,而是使用了黏土和水。近日,相關研究成果公布于arXiv。
黏土層上布滿了只有約1納米厚的微小通道,在這些通道中注入純水,就能使液體以一種特殊方式流動。研究人員從過去的實驗中了解到,封閉的水是一種很好的“工作液”,能在兩個電極之間移動,同時分離相反的電荷。這種分離使電池能夠儲存能量。正如他們希望的那樣,新電池能產生1.6伏電壓,并在不降低效率的情況下充放電6萬次。
“僅用水和黏土就能制成電池,這實在令人驚訝。就像我告訴學生的那樣,非常小的孔隙中的水其實不是水,而是某種其他材料。由于這種新型電池不需要像鋰這樣昂貴而稀缺的材料,因此它可能成為一種令人興奮的新技術。”美國麻省理工學院的Michael Strano說。
Artemov說,他的團隊盡可能簡化了設計,希望有助于新電池的廣泛應用,甚至在地球之外發揮效用。研究人員已經分析了火星上存在的各種類型的黏土,發現這些黏土都可以用作他們的設計材料。
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https://doi.org/10.48550/arXiv.2410.11983
責任編輯: 李穎