在行動裝置充斥的時代,電池使用的持久性與充電時間,一直是最困擾消費者的問題,即使現在最進步的電池仍要充電個幾小時才能使用,而且使用的時間也不夠長。現在麻省理工學院(MIT)的研究人員,開發了一種新型態的電池,它能使你的手機或筆記型電腦在數秒鐘之內完成充電,而且電力充足,對某些裝置而言,甚至可能都不須用到需要換電池的狀況。
![在電池電極上的奈米管細絲 ( Source: MIT/Riccardo Signorelli)](/news/2006/08/07/0046372633.jpg) |
在電池電極上的奈米管細絲 ( Source: MIT/Riccardo Signorelli) |
現在的可攜式設備越來越高檔,電池的發展往往落後其需要甚多。不過,MIT研究員Joel Schindall與他的小組成員,正計畫製作一種過去必須長時間充電,但透過現在科技來改善的過時東西,也就是發展一種新型態的電容器。
電容器的發明已有300年之久,MIT人員卻把它拿來改善利用,Schindall解釋說:「我們做了相關性的連結,也許可以拿舊的產品─電容器,與新的技術─奈米科技,然後用新的方法來製作這種老東西。」
可充電與用完可丟棄的電池,所使用的是透過化學反應產生的能源。「那是一種有效儲存大量能源的方式。」他進一步說明:「但問題是在多次的充電與耗電之後,這種電池很快就會漏失主要的容量,使用者就必須把它丟掉了。」
但是電容器內含的能源是由兩個金屬電極所建立的充電微粒電場,所以電容器充電的時間比一般電池更快,電力維持時間則更長。不過問題是電容器儲存的容量跟電極的表面面積成等比例,因此,即使今天多數功能較強的電容器也比同樣大小的標準型化學電池,所產生的能量少了25倍之多。
MIT的研究人針對這個問題的解決,就是將電容器所覆蓋的金屬電極,用上百萬條叫做奈米管的微小細絲來構成,這樣就能增加電極區域的表面積,而使的電容器的儲存能量大增。因為每一個奈米管比一根人的頭髮要細30,000倍,類似一條厚又有絨毛的浴巾,它能吸收的水份,當然要比薄而平滑的床單要多得多。Schindall說,這是將電容器的快速性充電與現代電池的力量,做成一種結合應用。他補充說:「它可以做非常多次的再充電,大概可做10萬次的重新充電…它的充電時間只要幾秒鐘,而不是幾小時。」
這種電容器做成的電池,可應用的範圍相當地廣,小型的裝置可因為充電時間短而避免一些問題,例如助聽器電池就隨時可再充電使用。大型的裝置如汽車可因此改善能源的效用與節省燃料,Schindall甚至認為汽電混合車更可以拿來做普遍的應用,可替代目前的昂貴設備。同時,因為使用這種電容器電池,也更有環保的精神,不像一般電池丟棄之後會漏洩出如鎘之類的有毒化學物質。Schindall表示,預期此款電池的原型將在幾個月內就會完成,而且他們希望市場在5年內就能推出見到。