木頭電池替代太陽能風(fēng)能發(fā)電

    對于風(fēng)能和太陽能來說，當(dāng)前最主要的問題不是它們的成本（近幾年成本已經(jīng)下跌到可以接受的地步了），而是它們的供能具有間歇性。也就是說，要想在無風(fēng)和日落后向電網(wǎng)輸電，就得在大風(fēng)和日照時(shí)存儲(chǔ)電能，但目前成本相當(dāng)昂貴。

    也許采用大量廉價(jià)的材料做電池可以轉(zhuǎn)變現(xiàn)狀，這也是Grzegorz Milczarek（波蘭波茲蘭工業(yè)大學(xué)）和Olle Inganas（瑞典林雪平大學(xué)）這周發(fā)表在《科學(xué)》雜志上的論文受到矚目的原因。這兩位研究人員瞄準(zhǔn)了電池的三組件之一——陰極，即用造紙廠的廢液來代替。

    任何電池都包含兩個(gè)電極（陰極和陽極）和電解質(zhì)。電流可以以陽離子的形式（比如質(zhì)子，也就是氫原子的原子核）經(jīng)過電解質(zhì)從陽極流到陰極，以平衡電子的電流，同時(shí)電子以同樣的方式流過外部電路，在電子流回到電池前，它還可以做一些有用功。在充電過程中，比如在太陽能電池提供電流的作用下，電子會(huì)被推向相反方向，同時(shí)離子被還原。

    電解質(zhì)通常由大量簡單易得的化學(xué)物質(zhì)組成（所以通常很廉價(jià)），但電極卻不是，它一般由金屬構(gòu)成（比如鉛、鋅、鎳或鋰），這將使電網(wǎng)的電池組異常昂貴，所以制作低成本電極對電網(wǎng)電池組來說將是一個(gè)重大的突破，這也是Dr.Milczarek和Dr.Inganas希望這種陰極能夠成功的原因。

    良好的陰極材料必須能夠大量地以陽離子或者電子的形式存儲(chǔ)電能。木質(zhì)素作為木頭的兩大組份之一，改良之后具有良好的潛質(zhì)，并且木質(zhì)素非常廉價(jià)。而紙的主要成分是纖維素，也就是木頭的另一種組份，所以從造紙廠里排出的那些黑色或棕色廢液，其主要成分就是木質(zhì)素。

    Dr.Milczarek和Dr.Inganas認(rèn)為，木質(zhì)素分子適合做陰極是因?yàn)樗麄兒�有大量的酚類，這些酚類很容易轉(zhuǎn)變成醌類，而醌類在這里就是至關(guān)重要的成分，因?yàn)樗�能與聚吡咯結(jié)合，提供陰極所需的質(zhì)子和電子受體。聚吡咯雖不像木質(zhì)素那么便宜，但和金屬比起來還是比較經(jīng)濟(jì)的。

    兩位研究人員已通過測量證實(shí)，“木質(zhì)素-聚吡咯”陰極確實(shí)是一種有效的陰極，能夠大量的存儲(chǔ)電能，但很明顯，這還不夠，如果能夠再找到一種同樣廉價(jià)的陽極的話，那么高可靠、不間斷的可替代能源——木頭電池時(shí)代也許就會(huì)來臨。