未来电池，其它的“生物能源电池” 可以通过血液充电吗？ 电池, 日常生活, 科学家, 电解质

lus2100

　　电池是我们日常生活中的一种重要工具，但它目前还存在很多缺陷。最大的问题是它的耐用性——也许没有多久就没电了，这时您要么更换电池、要么充电。还有的电池在持续使用的情况下会发热、漏液，甚至爆炸。而且电池往往又厚又重，不便于携带。但您想过没有，未来的电池可能跟您常见AA和锂离子电池差别巨大。它们或许是可折叠的、超薄的，而且可以用血液或汗液来发电!这听上去很酷，不是嘛?
　　前不久一群来自伦斯勒理工学院的科学家们就宣告，他们研制出了一种可以用体液中的电解质发电的“体液电池”。作为国家科学院支持的项目之一，“体液电池”的想法自2007年8月13日提出以来就引发了极大关注，因为这标志着我们离“生物能源电池”真正问世又近了一步。科学家们希望“生物能源电池”能够靠体液或者其它人体排泄的有机化合物来发电，比如泪液和尿液等。
　　这种电池不仅薄如纸片，而事实上它本身就是纸片。因为电池中90%的物质是植物纤维——它是传统造纸术中必不可少的原料，因而广泛存在于各种纸张及纸制品中[来源: RPI]。 剩余10%物质为定向碳纳米管(Aligned carbon nanotubes)，它的主要作用为导电，同时由于它的存在使得这种电池呈现黑色。这些碳纳米管镶嵌于纸纤维的缝隙里，其成品成为纳米复合纸(nanocomposite paper )。其中一位研发者说，这种电池无论看起来、摸起来还是拿起精神分裂症治疗都仿佛纸张一样 。
　　这种使用了纳米技术的电池具备了像纸张一样的特制：轻薄、可伸缩。并且，由于能源为体液中的电解质(通过吃饭即可补充)，因此很适合用于医疗器械中。即使脱离人体也可使用，您只需要将它浸到含有电解质的离子液体(ionic fluid)中就可以了。
　　良好的伸缩性能也是这种电池的优点之一。RPI的研发人员说未来这种电池投入批量生产后，可以像纸张一样制造成长条出厂，然后使用者可将它切割成需要的形状。这种纳米符合材料即使经过穿孔、折叠等处理后依然保持原有性能，并且由于轻薄，即使植入人体也不会让人不适，因此将其用于心脏起搏器、假肢等需要植入人体的器具很不错。
　　此外，电解质溶液的适用温度广泛，它不像水那么容易凝结或沸腾，在华氏-100度至300度范围内均能保持液态。也就是说，在极端温度条件下仍然可以正常使用。这样，它也能成为汽车、飞机等交通工具的完美能源，因为它们要求电池既轻薄又耐热、抗寒。
　　但研究者说这种电池的应用范围远不止这些，它甚至能成为一块高能电池，或者是高压电容。它可用于需要巨大的、爆发性能量的设备，可以说，这种电池的潜力无穷。
　　传统的电池在使用后会留下大量污染物，而这种电池则不会。由于它所使用的原材料基本不含有害化学物质，因而十分环保。当然，距离这种高科技含量的电池真正投向市场尚需时日。RPI研究团队正在努力提高这种电池的效能，同时致力于研发最佳生产方法，早日将这种电池推向市场。
　　其实，不仅仅RPI团队在研究生物能源电池，许多的组织机构、大学及基金会也在做这项工作。他们都希望制造出能以有机物(尤其是体液中的)来发电的电池。其中，植物中的糖和血液中的葡萄糖被考虑得最多，因为它们是动植物中天然存在的，不仅易于婚前恐惧症症状获得而且不会危害环境。
　　早在2003年，日本松下公司的纳米技术实验室就宣布他们已开始从血浆中提取葡萄糖用来制造生物电池。那时，他们利用一种酶作为催化剂，使葡萄糖中的电解质释放。 两年后，另一组来自日本东北大学的研究团队也宣布他们成功研发出了“生物能源电池”。他们说这种电池可用于小型医疗设备中，比如血糖检测仪等。这些发明与RPI的纳米碳复合材料电池相似，只要有血液流动的地方就能使用，便捷又环保。
　　2005年8月，新加坡的一群科学家们还设计出了一种靠尿液发电的电池。尽管这电池的燃料有点让人不可思议，不过一旦投向市场前景也很广阔。研发者说他们的产品只有一张信用卡那么大，而且成本较低，因此可用于一次性的疾病检测用具中(尿液本身就常用于检测疾病及兴奋剂等药品)。而将这种电池和一次性的检测芯片集成到一起则大大提高了这种产品的实用价值。想象一下，将这种一次性的检测设备作为检测癌症或者肝炎的方式是多么方便。此外发明者说它还有更多用途，比如作为登山爱好者的备用手机电池，一旦手机没电，可用它作为应急电池拨打电话。
　　一些“生物能源电池”可以从血浆甚至饮料中提取糖分作为发电用的电解质。
　　电子业巨头索尼公司2007年8月也曾发布一款生物能源电池，它利用糖中的提取物作为能源。其中一款从葡萄糖溶液中提取，另一款则从运动饮料中提取。
　　如果上面那些电池都让您觉得可以接受的话，那么2007年9月由韩国的一个研发团队推出的这款电池可能让您咋舌称奇。他们制造出了一款形似螃蟹的微型机器人，让人难以置信的是，这个机器人全部是由活的动物组织组成的。比如，他们将小鼠的心脏取下，安装在小型的人造E形骨架上作为机器人的“心脏”。而这个“心脏”竟然持续跳动了10天，使机器人总共行走了50米。这种装置如果应用于人体的话，可以用http://www.ajibaba.com/来清除血管壁上的血栓。
　　说了这么多五花八门的生物能源电池，您可能已经充满期待了，但距它们真正面市可能还需要一段时间。在此之前，传统的镍镉电池和锂离子电池仍会占据主流。即便这样，生物能源电池毕竟让我们看到一个美好的未来，尤其在医学领域，许多难题会因此迎刃而解。以此为基础，科学家们在这个领域进一步开掘，会制造出更多让您超乎想象的产品：日前一个研究团队就宣布，他们已开始研发用杜松子酒或伏特加酒作为电解质能源的电池。