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不用发电的新发电方式,科学家巧妙利用纳米碳管提取环境中的电子

不用发电的新发电方式,科学家巧妙利用纳米碳管提取环境中的电子

麻省理工学院工程师们发现了一种利用微小碳颗粒发电的新方法,无需电线,只需在纳米碳管一侧涂上聚合物层,接着让溶剂流过纳米碳管颗粒与之相互作用即可产生电流。团队正在进一步研究类似光合作用的太阳能过程,若能使用二氧化碳作为聚合物涂层,想象一下,未来你的蓝牙3C用品只要放到阳光下晒一晒就能电量满格的前景。

纳米碳管(Carbon Nanotube,CNT)是一种由碳原子晶格制成的空心管,具有独特电学特性,在应用上是良好电导体,2010年时,麻省理工学院化学工程学教授Michael Strano首次证明纳米碳管可以产生热电波(thermopower wave),当纳米碳管涂上一层燃料时,热电波会沿着碳管传播产生电流。

而最近,Michael Strano团队再找到了一种巧妙利用纳米碳管的新方法。

当将类似铁氟龙(Teflon)的聚合物涂在部分纳米碳管上时,后者会产生不对称性,接着把纳米碳管材料浸入有机溶剂中,溶剂会粘附在未涂层一面并将电子从中拉出,为了达到平衡,电子开始从涂层区域流到未涂层区域,从而形成电流。

为了验证这种新发电方法,研究人员将纳米碳管做成纸状,然后切割制成250 x 250微米、称为Janus颗粒(Janus particle)的微小物体,接着将这些颗粒放进乙腈有机溶剂,溶剂分子黏附在Janus颗粒未涂层一面并开始提取电子。

这项研究巧妙地展示了如何提取材料中无处不在(通常不被注意)的电能,以进行电化学合成反应,实验测试中,团队发现系统内每个颗粒可以产生约0.7伏特电压,足以利用这种电流来驱动醇的氧化反应:一种在化学工业中很重要的有机化学反应。

与大型电化学设备相比,这种新发电方式在应用面拥有更大灵活性,因为颗粒可以做得非常小,不用事先存储能量,也不需任何外部电线来驱动电化学反应,最终或许可用在从环境(比如二氧化碳)提取能量的小型机器人身上。

新论文发布在《自然通信》(Nature Communications)期刊。

(首图来源:麻省理工学院)

原创文章,作者:十轮网,如若转载,请注明出处:http://www.zgsmx.cn/25446.html

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