憑借從植物界獲得的靈感，澳洲研究人員設(shè)計(jì)出一種新型電極，能夠提高現(xiàn)有太陽(yáng)能存儲(chǔ)能力3000%，也就是驚人的30倍！

    近日，《科學(xué)報(bào)告》（Scientific Reports）刊發(fā)墨爾本皇家理工大學(xué)研究人員通過(guò)研究有機(jī)生命將能源攝取并儲(chǔ)存到狹小空間的方法，設(shè)計(jì)了新型電極的相關(guān)研究成果。該論文題為“Bioinspired fractal electrodes for solar energy storages”。

    該技術(shù)采用石墨烯作為基底，使用非常靈活，可以直接附加到太陽(yáng)能電池上。也就是說(shuō)，通過(guò)進(jìn)一步改進(jìn)，這也將可能應(yīng)用到手機(jī)和筆記本電腦上面，從而直接利用太陽(yáng)的能量，不會(huì)枯竭。

    一直以來(lái)，以太陽(yáng)能作為能量源所面臨的一大問(wèn)題就是持續(xù)有效的存儲(chǔ)能力。為了克服這一問(wèn)題，曾有工程師設(shè)計(jì)了超級(jí)電容器，能夠極其快速地充電放電。不過(guò)，這種方法目前還無(wú)法應(yīng)用到太陽(yáng)能電池上面。

    現(xiàn)在，墨爾本皇家理工大學(xué)研究人員通過(guò)研究有機(jī)生命將能源攝取并儲(chǔ)存到狹小空間的方法，設(shè)計(jì)了新型電極。他們所借鑒的是北美地區(qū)常見(jiàn)植物：刺羽耳蕨（Western sword fern）。這種植物的葉片內(nèi)布滿(mǎn)了葉脈，使它們能夠非常有效地儲(chǔ)存能量，運(yùn)輸水分。

    該項(xiàng)目研究人員Litty Thekkekara和Min Gu 教授以及刺羽耳蕨（Western sword fern）和受其啟發(fā)制作的電極原型。

    該項(xiàng)目的納米工程師顧敏（音）介紹：“我們的電極借鑒了刺羽耳蕨葉子的碎型圖案，就像自我復(fù)制排布的一樣，類(lèi)似雪花內(nèi)部的微型結(jié)構(gòu)。通過(guò)這種源于自然的高效設(shè)計(jì)，我們能夠在納米尺度提高太陽(yáng)能存儲(chǔ)能力。”如果將蕨類(lèi)植物的葉片放大400倍，你就能清晰地看到他們的脈絡(luò)，就像下圖。這種精致的構(gòu)造可謂天衣無(wú)縫，不得不讓人感嘆大自然的曼妙。

    為了制造高傳導(dǎo)性電極，研究人員通過(guò)激光對(duì)石墨烯進(jìn)行處理。單原子厚度的碳納米材料能夠帶來(lái)驚人的導(dǎo)電性能。在石墨烯電極上利用碎型設(shè)計(jì)，并將之與現(xiàn)在的超級(jí)電容器合并使用，項(xiàng)目組獲得了30倍于普通儲(chǔ)能設(shè)備的能力！目前，這項(xiàng)技術(shù)仍在初期試行階段。如果未來(lái)能夠得以推廣，那將為我們的生活帶來(lái)劇變。試想我們的生活不再需要擔(dān)憂(yōu)充電問(wèn)題，那就是何等地悠哉。

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責(zé)任編輯：龐雪潔

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