近日,英國皇家化學(xué)會(huì)ChemistryWorld(《化學(xué)世界》)以“Softdrinkspowerorigamicell”為題報(bào)道了我國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所電分析化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室董紹俊課題組有關(guān)生物燃料動(dòng)力鋰電池研究的新進(jìn)展。

生物燃料動(dòng)力鋰電池是一種酶替代貴金屬催化劑的能量裝置。與傳統(tǒng)燃料動(dòng)力鋰電池相比,生物燃料動(dòng)力鋰電池除具有高效清潔、環(huán)境友好優(yōu)點(diǎn)的同時(shí),也具有來源廣、操作條件溫和、生物相容性好等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。但是,生物燃料動(dòng)力鋰電池的小型化問題及其相對(duì)復(fù)雜的組裝過程仍然是提高其實(shí)用性的一大難題。

董紹俊課題組多年來致力于生物燃料動(dòng)力鋰電池的微型化與便攜性研究。近期發(fā)展出一種新方法,通過將折紙技術(shù)與微型化的生物燃料動(dòng)力鋰電池結(jié)合起來,將軟飲料中的葡萄糖催化轉(zhuǎn)化從而直接獲取能量。他們針對(duì)如鉑、金等貴金屬陰極價(jià)格昂貴、易中毒、高度依賴溶液中氧含量濃度等缺點(diǎn),創(chuàng)新性地提出了一種以二氧化錳作為陰極材料的消耗型陰極。這種陰極材料價(jià)格低廉、儲(chǔ)量豐富,且允許電池在無氧條件下運(yùn)行,完全不要貴金屬的加入,正如美國猶他大學(xué)生物電催化領(lǐng)域的專家ShelleyMinteer(JACS副主編)的評(píng)價(jià)“利用紙作為基底而得到的廉價(jià)生物燃料動(dòng)力鋰電池,大部分都屬于陰極限制型電池。”在該項(xiàng)工作中,他們將二氧化錳陰極與生物陽極置于一個(gè)由濾紙制作的折紙通道內(nèi),成功地制作了一種新型低成本便攜式紙基生物燃料動(dòng)力鋰電池,實(shí)現(xiàn)了生物燃料動(dòng)力鋰電池的微型化,為新型生物燃料動(dòng)力鋰電池的研發(fā)供應(yīng)了新的思路。

這種折紙生物燃料動(dòng)力鋰電池可以直接用可口可樂和營養(yǎng)快線等商業(yè)化含糖軟飲料作為燃料,具有廉價(jià)、易得的優(yōu)點(diǎn),有良好的應(yīng)用前景。法國格勒諾布爾大學(xué)DonaldMartin教授認(rèn)為“盡管大尺寸的折紙類電池還有很長的路要走,但是低能耗的生物燃料動(dòng)力鋰電池依然是值得追求的目標(biāo)。”