由独特的水凝胶电解质嵌入水溶性光致发光量子点制成的多功能组件
香港和中国大陆的科学家将半透明的阳极和阴极与透明的电解质结合起来,制成了有史以来第一个可以同时充当电源和全彩显示器的光致发光微电池。
这种微型电池由香港城市大学的智春义和他的同事开发,工作原理就像传统的碱性电池一样——正极和负极发生氧化还原反应,离子通过电解液扩散以提供电能。然而,智的微电池是一种扁平的、三明治状的正负极排列,沉积在透明的聚合物表面,并填充透明的电解质。
这种透光电解质由明胶和荧光量子点的混合物制成,可作为液晶显示屏的三个关键部件之一的滤色器。“荧光元件在紫外线照射下发出荧光,产生的光穿过透明的电解质,”美国密苏里大学储能和电子专家林建评论道。“通过改变荧光元件,电池可以发出红色、绿色和蓝色的光。”这种微电池有三种原色的光,可以充当滤色器,实现了电池在屏幕上的概念。”
结合超薄阵列的锌阳极和锰氧化物阴极,这是常见的电池组件,荧光微电池拥有极高的能量密度,并且可以在商业规模上廉价生产。
“我们的微电池几乎是微型储能设备中能量密度最高的,也是基于整个微电池体积的最高能量密度。”
“这离商业化还很远,但这一新颖的概念将激发更多的工作,将电子功能集成到一个超紧凑电子设备的组件中,”林评论道。
手机电池通常只有不到1厘米厚。Zhi承认还有很多工作要做,但他说,如果储能性能能达到目前电池的水平,电池和屏幕的厚度可能会薄90%,从而带来全新的手机设计。
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