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標題: 可食用充電電池面世 [打印本頁]

作者: jiunn36 時間: 2023-6-1 12:50 AM 標題: 可食用充電電池面世

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　　電池的用途極為廣泛﹐僅一次性電池全球每年的消耗量就在150億個左右﹐不但對環境造成污染﹐且幼兒誤食電池的危險情況也幾乎每天出現。目前意大利一所大學研發的完全可食用電池﹐大大提高了電池使用的安全性。
　　可食用電池無毒無害﹐完全由食品級材料製成﹐既可替代用在玩具上的傳統有毒電池﹐又可用於醫療保健機器人或生物傳感器上(特別是入侵性較高的腸胃鏡檢查)﹐讓機器人比以往更加安全﹐即使滯留體內也不會給生命帶來傷害。從事這一研發的是擁有160年歷史的意大利規模最大的科技類大學米蘭理工學院(IIT)。這項研究已獲得歐洲研究委員會的資助。這種電池可能是世界上第一款﹐相關論文發表在今年3月的《先進材料》期刊上。
　　電池主要由陽極﹑陰極﹑導電材料﹑電解質﹑隔板(避免短路)和觸點組成。可食用電池的靈感來源於生物體內酵素﹑器官和分泌物在消化食物時會發生「氧化還原反應」。以前開發的可食用但不可充電電池﹐用黑色素作為陽極﹐錳氧化物作為陰極﹐讓氧化錳被還原﹐黑色素被氧化﹐但缺點是人體每天能攝取的錳含量最多3毫克﹐因此不能用於生物傳感器﹐且這種電池電位過低。
　　這次﹐科研人員用核黃素(維生素B2﹐可從杏仁中提取)和活性碳混合﹐作為電池的陽極材料。核黃素是天然的氧化還原輔助因子﹐曾經被用於鋰電池的陽極材料﹐再加上出色的電容量保持率和良好的充放電性能﹐使這種材料能實現快速充電。他們還用槲皮素(一種在酸豆中的食品補充劑﹐是天然的生長素)和活性碳混合﹐作為電池的陰極﹐其氧化還原活性出現0.5V的電壓和18mAh/g的放電容量。
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　　核黃素和槲皮素加入可食用的活性碳﹐是增加電池導電性。另外電解質則用含硫酸氫鈉(一種弱酸性的食用鹽)的水基溶液﹐並用紫菜海藻(海苔)製成電池中的隔板﹐而電極觸點則使用可食用金箔﹐與乙基纖維素(一種不溶於水的食品添加劑)一起做成集流體(彙集電流的結構)﹐而陰陽電極則用可食性的蜂蠟進行封裝。
　　以上這些材料組成一顆完整的食用電池﹐能從外面進行充電﹐重複使用。這種電池的工作電壓在0.65V﹐每分鐘提供4微安(μA)的電流和高達7.2mAh/g的電池容量﹐這些足以為小功率LED或小型電子設備提供電力。另外﹐因低電壓特性﹐人體在分解時﹐不會損害或影響人體。
　　IIT中心印刷和分子電子實驗室研究人員表示﹐「兒童玩具中的電池被誤食的風險很高﹐我們必須考量它的安全性。」研究人員還表示﹐「這種可食用電池未來可用於監測健康狀況的傳感器﹐以及為監測食品儲存條件的傳感器供電。實際上﹐我們已經在開發容量更大﹑體積更小的設備。今後我們還將測試為軟機器人提供動力的可食用電池。」。
　　研究人員補充表示﹐「雖然我們的可食用電池還不能為電動汽車提供動力﹐但已證明該電池遠比鋰電池更加安全﹐因此我們相信這將激勵其他科學家做出更安全的電池。」。

作者: alexmou0102 時間: 2023-6-1 09:50 AM

如果能開發出自動分解的乾電池, 實用性會比可食用的電池來的有經濟價值
因為裝電池的玩具, 可透過修訂CNS 14276安全規範來降低幼童誤食電池的風險
(如電池蓋鎖螺絲或設計複雜的安全扣閥)

最近這幾年鹼性電池漏液事件造成大家都不買Alkaline電池, 再加上低自放電池的改良,
家家戶戶家中開始使用起充電電池
若充電電池的回收比率能大幅提高, 對環境衝擊程度將相對減少許多

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