蘇州納米所制備出自呼吸式直接甲醇燃料電池

　　2012年，谷歌眼鏡正式亮相，“智能可穿戴設(shè)備元年”開啟，各大企業(yè)紛紛進軍智能可穿戴設(shè)備研發(fā)，可穿戴設(shè)備技術(shù)更新迭代。目前，可穿戴智能設(shè)備主要有watch、shoesGlass三大主流類型，以及智能服裝、書包、拐杖、配飾等其他類型產(chǎn)品。
 

　　隨著智能可穿戴設(shè)備的流行，智能設(shè)備所需的電池也成為了研究重點。由于貼身穿戴，且會存在擠壓、彎曲等動作，因此一款能夠安全使用的能源供應(yīng)系統(tǒng)非常重要。
 

　　中國科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所研究員周小春團隊在柔性燃料電池的關(guān)鍵材料和技術(shù)方面取得系列進展：柔性有序高導(dǎo)電電極開發(fā)【ACS Nano, 2017, 11(6), 5982-5991】、便攜式柔性制氫研究【Journal of the American Chemical Society, 2017, 139(40), 14277-14284，Chemical Science, 2017, 8, 7498-7504，ACS Applied Materials & Interfaces, 2020, 12(4), 4473-4481】、柔性超薄氣體擴散層研制(Journal of Materials Chemistry A, 2020, 8, 5986-5994)、全固態(tài)直接甲醇燃料電池(Journal of Power Sources, 2020, 450, 227669)、柔性導(dǎo)電機理【Chinese Chemical Letters, 2019, 30(6), 1282-1288】，以及高安全性柔性燃料電池等(Advanced Energy Materials, 2021, 2103178)。
 

　　近日，科研團隊合成和應(yīng)用一種新型的瓊脂凝膠與木質(zhì)海綿的復(fù)合材料即凝膠/海綿復(fù)合材料，研制出一種安全、耐用、適應(yīng)性強且具有出色柔性的自呼吸式直接甲醇燃料電池(DMFC)。該新型復(fù)合材料因其獨特的成分和結(jié)構(gòu)，具有吸收速度快(約10s即吸收飽和)、循環(huán)性能好(循環(huán)次數(shù)>10次)、甲醇吸收率高(>5.2 g/g)、含能高(>30.8 kWh/kg)、柔性好等優(yōu)點。復(fù)合材料對甲醇溶液具有很強的保留能力，在29.4 kPa的壓力下，含1.5%瓊脂凝膠的復(fù)合材料可保留約90%的甲醇溶液。其面能量密度接近13.7 mWh cm-2。同時，研究使用凝膠/海綿復(fù)合材料制成的DMFC電堆經(jīng)受住一系列破壞性試驗，包括長針刺穿、切割、彎曲和壓縮等。新型復(fù)合材料能吸收并保留住甲醇溶液，因而在進行破壞性試驗時沒有燃料泄漏，使DMFC避免了爆炸、著火等安全問題，成功地證明了吸收材料可以極大地提高吸氣式DMFCs的安全性、適應(yīng)性、靈活性和能量密度。此外，研究利用吸收材料固化氣態(tài)或液態(tài)燃料的概念，顯示了通過使用吸收材料來固化它們的氣體或液體燃料來提高其他燃料電池的安全性的前景。
 

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　　參考資料來源：中國科學(xué)院
 

　　原標題：蘇州納米所制備出自呼吸式直接甲醇燃料電池