碳纳米管纤维:穿上衣服就能发电

文章来源：中化新网发布时间：2013-01-25

不知你是否想过,有一天穿在身上的衣服、戴在头上的帽子、拎在手里的包都能够 "自我发电",给你"奄奄一息"的手机充电呢?你是否能够想象,现在占地面积庞大的发电站,未来只需要一个桌子大小的机器就能发电?随着一种新型能源器件取向碳纳米管纤维的问世,这一切都将成为可能.

不知你是否想过，有一天穿在身上的衣服、戴在头上的帽子、拎在手里的包都能够 “自我发电”，给你“奄奄一息”的手机充电呢?你是否能够想象，现在占地面积庞大的发电站，未来只需要一个桌子大小的机器就能发电?随着一种新型能源器件取向碳纳米管纤维的问世，这一切都将成为可能。

从复旦大学日前举行的新闻发布会上传来消息：该校先进材料实验室、高分子科学系彭慧胜教授课题组最近成功研制出一种新型能源器件——取向碳纳米管纤维，基于这一技术制造的新型太阳能纤维电池，使人类随时随地高效使用太阳能的梦想有望成为现实。

彭慧胜教授团队新研制出的这种新型、柔性的纤维状能源集成器件，可以制成一根根像头发丝一样细的纤维状太阳能电池，其直径只有60~100微米。纤维状意味着可以把它们像普通化学纤维一样编织成衣服、裤子等纺织品，成为一整块可穿在身上的大太阳能电池，并实现自身发电。

神奇的是，与现有的太阳能电池不同，这种新型太阳能纤维电池，将太阳光转换成电能的同时，还能把这些能量储存起来，而不需要外接其他蓄电池或储能设备。这样一来，即使在夜间，人们也可以随心所欲地使用白天储存下来的太阳光能源。

据悉，相关研究成果已被最新一期的国际化学原创性研究领域权威期刊《应用化学》作为封面文章发表。审稿专家认为，彭慧胜课题组用一个“非常简单和低成本的方法”，在世界范围内 “首次在一根纤维上同时实现光电转换和储能”，这大大提高了太阳能的利用效率，“对于全纤维状能源系统迈出了关键一步”。

传统太阳能电池多由单晶硅制成，不仅成本较高，而且其生产过程中是一个高能耗、高污染的产业，对环境有很大影响。而复旦团队所使用的碳纳米管纤维材料则可能很好地解决未来太阳能电池的这些问题。

碳纳米管纤维的直径与头发丝相当，长度可达数百米，最大的特点是很轻、很强韧。用一根直径只有20~30微米的碳纳米管纤维就能轻松吊起一支圆珠笔。 “若直径达到5毫米，它就能吊起一辆2吨重的汽车。”工作人员表示，碳纳米管纤维已经在防弹衣、航空航天、医疗和体育器械等广泛领域显示重要应用前景。而将碳纳米纤维制成太阳能电池的过程基本无污染，效率高，成本低，制作工艺相对简单，具有大量稳定生产的可能性。

彭教授表示，他们完成的是在实验室的源头性研究工作，可能开辟了新方向，但这些新概念、新技术的应用性研究和工艺制备技术发展还需广大研究人员一起努力。也许我们可以设想，未来某一天，新型纤维制造的超级太阳能发电机和超级电池，将成为老百姓生活不可或缺的伴侣，为人类社会提供源源不断的清洁电力。