UCLA 研究新發現：仿生科技顯著提升電池蓄電時長
創見乾貨：在近期的科學期刊上，一項來自於加州大學洛杉磯分校的化學專家的研究報告顯示，完全可擺脱太陽能發電和蓄電混合系統方案，可通過全新的太陽能電池即可實現發電和蓄電的雙重目標，並且這種新型太陽能電池在一次性充電條件下可蓄電長達數週時間。
缺少價格低廉的大容量蓄電系統是阻礙太陽能發電的一個大難題。現如今標準的太陽能電池的蓄電時間也僅為幾微妙而已，因此可以預見的是，今後的太陽能電池板還得依靠電力網絡才能發揮作用。這也解釋了為何很多綠色能源技術專家將太陽能發電和蓄電混合系統看作是顛覆性科技之母。
在近期的科學期刊上，一項來自於加州大學洛杉磯分校的化學專家的研究報告顯示，完全可擺脱太陽能發電和蓄電混合系統方案，可通過全新的太陽能電池即可實現發電和蓄電的雙重目標，並且這種新型太陽能電池在一次性充電條件下可蓄電長達數週時間。
據瞭解這種新型太陽能電池並非採用傳統的硅原料，取而代之的是一種仿生科技的新型塑料材質，通過模仿植物光合作用原理來工作。加州大學洛杉磯分校化學教授、新型太陽能電池項目高級研究員莎拉·托爾伯特（Sarah Tolbert）表示，「在太陽能發電上，仿生科學表現不錯，植物的光合作用的能源效率非常驚人。」
這項全新的科技有兩個基本元素，分別是聚合物供體和納米級富勒烯（球殼狀碳分子）受體。前者吸收陽光並將電子傳遞給後者，進而產生電流。
圖為：聚合物供體和富勒烯（球殼狀碳分子）受體結構分佈圖
據悉，這種新型的塑料材質被稱為有機太陽能電池。其工作原理就好比一碟又長又細推起來的聚合物供體「意大利麪」，麪條中混雜有一些富勒烯「肉丸」。但是這種結構很難從電池中獲得電流，畢竟一些電子有時會跳到「意大利麪」裏並消失殆盡。於是加州大學洛杉磯分校的研究人員採用了一種全新的結構，將一小撮未煮熟的意大利麪條和肉丸精確地擺放在一起，一些富勒烯（球殼狀碳分子）「肉丸」被放在「意大利麪」裏面，而另一些則置於意大利麪條外面。結構內的富勒烯「肉丸」從聚合物供體中獲得電子並將這些電子拋給外面的富勒烯「肉丸」，這樣就能確保長達數週之久高效蓄電能力。在這套新系統裏，科學家通過緊密貼近的微處理工藝即可實現內部結構的自組裝過程。
托爾伯特表示，「在光合作用中，曝露在陽光中的植物利用細胞內排列有序的納米級結構迅速分離電荷。將電子從帶正電荷的分子中剝離出來，進而實現正負電荷的完全分離，而這就是光合作用高效的祕密所在。」
文章來源 Biomimicry Could Lead To Solar Cells That Store Energy For Several Weeks 本文由 TECH2IPO /創見 樑超編譯
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資料來源：TECH2IPO
缺少價格低廉的大容量蓄電系統是阻礙太陽能發電的一個大難題。現如今標準的太陽能電池的蓄電時間也僅為幾微妙而已，因此可以預見的是，今後的太陽能電池板還得依靠電力網絡才能發揮作用。這也解釋了為何很多綠色能源技術專家將太陽能發電和蓄電混合系統看作是顛覆性科技之母。
在近期的科學期刊上，一項來自於加州大學洛杉磯分校的化學專家的研究報告顯示，完全可擺脱太陽能發電和蓄電混合系統方案，可通過全新的太陽能電池即可實現發電和蓄電的雙重目標，並且這種新型太陽能電池在一次性充電條件下可蓄電長達數週時間。
據瞭解這種新型太陽能電池並非採用傳統的硅原料，取而代之的是一種仿生科技的新型塑料材質，通過模仿植物光合作用原理來工作。加州大學洛杉磯分校化學教授、新型太陽能電池項目高級研究員莎拉·托爾伯特（Sarah Tolbert）表示，「在太陽能發電上，仿生科學表現不錯，植物的光合作用的能源效率非常驚人。」
這項全新的科技有兩個基本元素，分別是聚合物供體和納米級富勒烯（球殼狀碳分子）受體。前者吸收陽光並將電子傳遞給後者，進而產生電流。
圖為：聚合物供體和富勒烯（球殼狀碳分子）受體結構分佈圖
據悉，這種新型的塑料材質被稱為有機太陽能電池。其工作原理就好比一碟又長又細推起來的聚合物供體「意大利麪」，麪條中混雜有一些富勒烯「肉丸」。但是這種結構很難從電池中獲得電流，畢竟一些電子有時會跳到「意大利麪」裏並消失殆盡。於是加州大學洛杉磯分校的研究人員採用了一種全新的結構，將一小撮未煮熟的意大利麪條和肉丸精確地擺放在一起，一些富勒烯（球殼狀碳分子）「肉丸」被放在「意大利麪」裏面，而另一些則置於意大利麪條外面。結構內的富勒烯「肉丸」從聚合物供體中獲得電子並將這些電子拋給外面的富勒烯「肉丸」，這樣就能確保長達數週之久高效蓄電能力。在這套新系統裏，科學家通過緊密貼近的微處理工藝即可實現內部結構的自組裝過程。
托爾伯特表示，「在光合作用中，曝露在陽光中的植物利用細胞內排列有序的納米級結構迅速分離電荷。將電子從帶正電荷的分子中剝離出來，進而實現正負電荷的完全分離，而這就是光合作用高效的祕密所在。」
文章來源 Biomimicry Could Lead To Solar Cells That Store Energy For Several Weeks 本文由 TECH2IPO /創見 樑超編譯
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資料來源：TECH2IPO