大米將成下一代手機(jī)電池主要原料

當(dāng)手機(jī)不幸落水濕身之后，一碗大米能增加手機(jī)被救回來的幾率，不過，大米的能耐絕非僅此。我們都知道，短短數(shù)年間，智能手機(jī)已經(jīng)從最初的單核進(jìn)化到了八核，內(nèi)存等其他元件也在快速發(fā)展，唯一還在原地踏步的就是電池了，電池正逐漸成為手機(jī)身上瓶頸最大的部件。主打超長(zhǎng)待機(jī)的諾基亞105等神機(jī)已經(jīng)賣脫銷，足見電池的瓶頸多么制約智能機(jī)的發(fā)展。
我們都知道，短短數(shù)年間，智能手機(jī)已經(jīng)從最初的單核進(jìn)化到了八核，內(nèi)存等其他元件也在快速發(fā)展，唯一還在原地踏步的就是電池了，電池正逐漸成為手機(jī)身上瓶頸最大的部件。主打超長(zhǎng)待機(jī)的諾基亞105等神機(jī)已經(jīng)賣脫銷，足見電池的瓶頸多么制約智能機(jī)的發(fā)展。
在任何一個(gè)數(shù)碼產(chǎn)品的鋰電池中，石墨陽極總是不可或缺的。為了提高電池性能，許多研究人員希望用用硅陽極取代原有的石墨陽極，這些研究有潛力將電池容量提升10倍。
但隨著需求以幾何級(jí)膨脹，終有一天，人類手頭的石墨材料可能會(huì)無法應(yīng)對(duì)這一切，傳統(tǒng)的硅陽極會(huì)在充放電中膨脹，從而導(dǎo)致電池容量快速下降。韓國(guó)的科學(xué)家的研究表明，我們或許找到了新的答案：大米
大米作為一種全球廣泛種植的農(nóng)作物，年產(chǎn)量約可達(dá)到4.22億噸。伴隨著年產(chǎn)量極高的大米種植，每年也產(chǎn)生了大量的被浪費(fèi)的稻殼。韓國(guó)環(huán)境能源水可持續(xù)發(fā)展研究生學(xué)院和韓國(guó)先進(jìn)科學(xué)技術(shù)研究所的教授蔡張旭(Choi Jang Wook)和他的同事發(fā)現(xiàn)，通過還原從稻殼中提取的二氧化硅，可以得到具有納米三維多孔結(jié)構(gòu)的硅。文章發(fā)表在7月8日出版的《美國(guó)科學(xué)院院刊》(PNAS)上。文章中詳細(xì)介紹了該如何從稻殼中得到硅以及這種硅所具有的納米三維多孔結(jié)構(gòu)的獨(dú)特性。

手機(jī)電池主要原料 src="/21ic_image/21icimage/zb-images/112/5bee8d87260587aba82ede0d56ff8c72.jpg" height=357>

稻殼有一層獨(dú)特的二氧化硅層，在稻殼占的比重大約是19.5%， 為了保護(hù)內(nèi)部的米粒、防止瓢蟲和細(xì)菌的侵入，同時(shí)能夠使空氣和水通過，這層二氧化硅具有納米多孔性。因此從稻殼中被還原的硅，天然就具有納米多孔材料的三維結(jié)構(gòu)。該研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為這種天然的納米級(jí)結(jié)構(gòu)可以解決電池容量流失問題。去除有機(jī)物和金屬后，稻殼就剩下 99.9% 的二氧化硅，然后用鎂元素以及高溫去除氧元素，就可以得到形態(tài)稍稍被改變但仍然細(xì)密多孔的硅層了。
這種多孔結(jié)構(gòu)的硅層可以作為涂層附著在石墨陽極上，實(shí)驗(yàn)證明，在 200 次充放電循環(huán)后，硅層依然完好，電量也沒有流失。目前需要解決的就是如何將這樣的技術(shù)低成本地推廣應(yīng)用起來。
無論科技怎么發(fā)展，向大自然取經(jīng)似乎永遠(yuǎn)不會(huì)過時(shí)。