电池分解和被环境吸收背后的分裂电池设计

美国的研究人员制造出了一种电池，这种电池在短时间内工作后就能被环境或生物完全吸收。这种电池可以开发为临时心脏起搏器供电或用于环境监测。

类似技术的早期研究受到低电压输出或能量密度的限制，限制了它们在led或简单计算器等低功耗系统中的应用。“我们注意到，几乎所有报告的电池的工作电压都小于1伏，容量也可以忽略不计……如果你想在现实生活中有一些应用，你真的需要提高输出电压和电池的容量，”解释说Amay Bandodkar他领导了这项工作约翰·罗杰斯西北大学教授。

研究小组从具有良好生物降解性的材料开始，在镁和碘电极上沉淀。他们很快发现，像传统电池一样将所有组件放在一个容器中会导致性能低下。镁在氧化过程中被氢泡包围，碘迅速污染了整个系统。

相反，他们开发了一种分离阳极和阴极的混合结构，以及一种双电解质系统。保持镁阳极在电池袋外，环境介质充当阳极液，缓慢地与碘阴极周围的胆碱离子流体结合。这种粘稠的离子流体减缓了碘的浸出，而镁上产生的氢泡可以自由分散。班多卡尔说:“通过这种设置，我们能够获得更高的容量，电池可以存活近一周而没有出现太多退化。”

这种电池植入小鼠模型后可以持续一周左右，但在电视遥控器等日常应用中可以持续更长时间。对于一些医疗设备来说，更短的使用寿命可能是可取的，比如临时起搏器。有时会在心脏直视手术中植入，几天后通过手术取出——用可吸收电池，它就会消失。

古斯塔夫Nystrom他在瑞士Empa的研究包括开发先进的可持续材料和可生物降解电池，他认为控制再吸收可能是未来的重要一步。“能够控制应用程序的设备寿命是一个固有的挑战;为了能够调节材料，也许还能够通过外部刺激激活降解。”

Zhongfan贾他在澳大利亚弗林德斯大学(Flinders University)从事的研究涉及制造全有机电池。他说:“在很长一段时间里，可植入电池只是一个概念，我们可以看到一些概念性的图像，但我还没有真正看到实际发生的事情。”

对班多卡尔来说，从一次性使用的系统转向另一个有趣的前景。“我们能够在原代细胞上证明这一点，但我们也能让它们充电吗?”那会更令人兴奋。”