滿足微米級設(shè)備供電需求 鋅空氣電池帶來新可能
【化工儀器網(wǎng) 行業(yè)百態(tài)】科技作為新時代發(fā)展的滿足驅(qū)動力,與生活中的微米諸多細節(jié)都有密切的聯(lián)系。也正因如此,備供科技創(chuàng)新與社會生產(chǎn)力、電需電池帶新居民生活品質(zhì)以及綜合國力等綁定在一起,求鋅成為了目前社會高質(zhì)量發(fā)展的空氣關(guān)鍵。而縱觀近幾年的滿足科技創(chuàng)新趨勢,微型化、微米群體化、備供智能化是電需電池帶新其中重要的發(fā)展方向,尤其是求鋅機器人技術(shù)這一新興領(lǐng)域。
機器人設(shè)備小型化,空氣帶來的滿足是更多的集成化可能以及更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域,尤其是微米在工業(yè)生產(chǎn)或者在醫(yī)療領(lǐng)域,微型機械意味著可以滿足更多的備供使用需要,例如檢查天然氣管道泄漏或者是在人體內(nèi)進行、藥物輸送。事實上,得益于微加工技術(shù)與材料學(xué)的進步,這種構(gòu)想也距離我們越來越近,但其中有一個關(guān)鍵問題卻等待我們?nèi)ソ鉀Q——能源供給。
微米尺度電池是解決微米級設(shè)備供電的關(guān)鍵。一方面,電池的體積一定程度決定了設(shè)備的體積,想要制作微型設(shè)備就不得不在電源上下功夫;另一方面,電源是支撐電子產(chǎn)品工作的基本單位,決定了它們在工業(yè)自動化、環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)療診斷等領(lǐng)域的實際應(yīng)用能力。
而這種微型設(shè)備的電源除了對于體積要求苛刻外,還有許多額外的要求,諸如安全性、生物相容性和續(xù)航能力等。也正因如此隨著機器人設(shè)備逐漸縮小,對微米尺度電池的研究也不斷深入。
而就在最近鋅空氣電池面世似乎打開了新的方向。
據(jù)悉,美國麻省理工學(xué)院工程師設(shè)計出一款新的微型電池,可為體內(nèi)膠體機器人、傳感器等微米級設(shè)備供電。這種電池屬于鋅空氣電池,利用空氣中的氧氣作為正極活性物質(zhì),金屬鋅作為負極活性物質(zhì),通過化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能。電池的體積十分小巧,長僅100微米,厚僅2微米,但是兼顧了蓄電池的封閉性和可儲存性,以及燃料電池的高能量密度和環(huán)保性特點。
測試結(jié)果顯示,這種電池從空氣中捕獲氧氣,可產(chǎn)生高達1伏的開路電壓,能量密度達到760瓦時/升,這已經(jīng)可以滿足一個微型電路、傳感器或執(zhí)行器的供電需求了。據(jù)介紹,該電池由鉑電極和鋅電極組成,鋅電極嵌入名為SU-8的聚合物條內(nèi)。工作時,電池與氧氣發(fā)生反應(yīng),鋅被氧化并向鉑電極釋放電子產(chǎn)生電流。
目前,團隊已經(jīng)開始基于這種電池開發(fā)微型機器人,并計劃將這項技術(shù)用于醫(yī)療領(lǐng)域。如果順利的話,未來或許會因此誕生具備自我尋找目標(biāo)并釋放藥物的體內(nèi)送藥機器人,這類機器人的材料將會采用生物相容性材料,完成任務(wù)后材料就會分解,為藥物注射帶去準(zhǔn)確性與安全性上的提升。同時這項技術(shù)或許也將為賦予微型機器人更高自主性打開新的研究方向。
本文參考資源:科技日報
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