韩国团队受电鳐启发开发出自发电堆叠电池
2026-01-30 09:25
来源:蔚山科学技术大学
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蔚山科学技术大学的研究团队从电鳐的生物发电机制中获得灵感,成功开发出一种新型仿生能量采集技术。该技术基于一种创新的双层离子非对称堆叠结构,能够在无需外部能源输入的情况下自主产生电力,为小型电子设备供电。

一种无需外部能源即可独立运行的全聚合物双层离子异质结发电机。

由能源与化学工程学院的Hyunhyub Ko教授领导的研究小组,制备出厚度仅0.2毫米的离子异质结电池单元。研究人员将这些被称为BIAS的电池单元进行多层堆叠后,器件能够输出超过100伏的电压。产生的电力可以直接驱动LED灯、计算器和电子手表等设备,无需进行整流处理。相关研究成果已发表在学术期刊《先进能源材料》上。

这项堆叠式离子电池技术的核心在于模仿了生物细胞的离子传输机制。单个电池单元通过其不对称的双层结构产生内部电场,驱动离子迁移,从而形成约0.71伏的电压。Ko教授解释道:“这项技术利用双层结构内部的离子迁移来产生高电压,无需任何外部能源。与依赖风、阳光、压力或温度差异的传统能量收集方法不同,我们的方法不需要任何外部刺激。”

这种仿生能量采集器件展现出良好的机械耐久性与环境适应性。测试表明,该电池在经历超过3000次拉伸循环后仍能维持稳定的电压输出,并能承受高达其原始长度1.5倍的拉伸形变。同时,器件在干燥至90%湿度的宽泛环境范围内均可保持可靠工作,输出功率波动很小。这些特性使其在需要持续供电且环境多变的可穿戴电子设备领域具有应用前景。

研究团队成员李承宰、李永五和朴哲洪表示:“通过模拟在生物细胞中观察到的离子选择性膜电位,我们开发了BIAS——一种堆叠起来能够自主产生高电压的单元细胞。”这项研究为开发不依赖传统环境能源的新型自供电系统提供了一条潜在的技术路径。

更多信息:作者:Seungjae Lee等人,标题:《一种仿生离子异质结发生器,可实现无刺激、可扩展的能量收集》,发表于:《先进能源材料》(2025)。期刊信息:先进能源材料

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