十億個洞可以打造出電池

A billion holes can make a battery
http://phys.org/news/2014-11-billion-holes-battery.html

November 10, 2014

Maryland 大學的研究者發明出一款單一薄層的結構，能包含一個電池所需要的所有元件。他們表示，這能夠為能源儲存元件帶來終極的微型化。

這種結構稱為奈米孔（nanopore）：在陶瓷薄片中的微小孔洞，那含有電解質（electrolyte）以便在二端的奈米管電極之間攜帶電荷。目前只有測試裝置存在，不過這個超小型電池運作良好。第一作者 Chanyuan Liu（材料科學與工程畢業生）表示，它能在 12 分鐘內充電完成，而且它能夠反覆充電好幾千次。

一個由 UMD 化學家與材料科學家所組成的團隊，在這個計畫上合作：Gary Rubloff，Maryland NanoCenter 中心主任、材料科學與工程學系教授以及 Institute for Systems Research 教授。Sang Bok Lee，化學與生物化學系教授、材料科學與工程學系教授；另外還有七名博士生（其中二名已畢業）。

十億個奈米孔可被塞入大小與郵票相當的「大」電池。研究者之所以認為這個元件如此成功的原因之一是：因為每個奈米孔的彼此相同，那允許他們有效率地將微小的薄層電池封裝在一起。共同作者 Eleanor Gillette 的塑模證明，奈米孔電池的獨特設計，是使它成功的原因。

在孔內的空間如此之小，以至於它們所佔據的空間全部加起來都還不會超過一粒沙。

現在科學家擁有了可運作的電池並且證明了這個概念，他們還確認，他們在下次改版時，能使它比現在強大十倍。接下來要把它商業化：發明者已經想出大規模批量生產電池的策略。

※ 相關報導：

＊ An all-in-one nanopore battery array
http://dx.doi.org/10.1038/nnano.2014.247

Chanyuan Liu, Eleanor I. Gillette, Xinyi Chen,
Alexander J. Pearse, Alexander C. Kozen,
Marshall A. Schroeder, Keith E. Gregorczyk,
Sang Bok Lee & Gary W. Rubloff.
Nature Nanotechnology (2014)
doi: 10.1038/nnano.2014.247

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