不知你是否想過，有一天穿在身上的衣服、戴在頭上的帽子、拎在手里的包都能夠 “自我發(fā)電”，給你“奄奄一息”的手機充電呢？你是否能夠想象，現(xiàn)在占地面積龐大的發(fā)電站，未來只需要一個桌子大小的機器就能發(fā)電？隨著一種新型能源器件取向碳納米管纖維的問世，這一切都將成為可能。
從復(fù)旦大學(xué)日前舉行的新聞發(fā)布會上傳來消息：該校先進材料實驗室、高分子科學(xué)系彭慧勝教授課題組最近成功研制出一種新型能源器件——取向碳納米管纖維，基于這一技術(shù)制造的新型太陽能纖維電池，使人類隨時隨地高效使用太陽能的夢想有望成為現(xiàn)實。
彭慧勝教授團隊新研制出的這種新型、柔性的纖維狀能源集成器件，可以制成一根根像頭發(fā)絲一樣細(xì)的纖維狀太陽能電池，其直徑只有60~100微米。纖維狀意味著可以把它們像普通化學(xué)纖維一樣編織成衣服、褲子等紡織品，成為一整塊可穿在身上的大太陽能電池，并實現(xiàn)自身發(fā)電。
神奇的是，與現(xiàn)有的太陽能電池不同，這種新型太陽能纖維電池，將太陽光轉(zhuǎn)換成電能的同時，還能把這些能量儲存起來，而不需要外接其他蓄電池或儲能設(shè)備。這樣一來，即使在夜間，人們也可以隨心所欲地使用白天儲存下來的太陽光能源。
據(jù)悉，相關(guān)研究成果已被最新一期的國際化學(xué)原創(chuàng)性研究領(lǐng)域權(quán)威期刊《應(yīng)用化學(xué)》作為封面文章發(fā)表。審稿專家認(rèn)為，彭慧勝課題組用一個“非常簡單和低成本的方法”，在世界范圍內(nèi) “首次在一根纖維上同時實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換和儲能”，這大大提高了太陽能的利用效率，“對于全纖維狀能源系統(tǒng)邁出了關(guān)鍵一步”。
傳統(tǒng)太陽能電池多由單晶硅制成，不僅成本較高，而且其生產(chǎn)過程中是一個高能耗、高污染的產(chǎn)業(yè)，對環(huán)境有很大影響。而復(fù)旦團隊所使用的碳納米管纖維材料則可能很好地解決未來太陽能電池的這些問題。
碳納米管纖維的直徑與頭發(fā)絲相當(dāng)，長度可達(dá)數(shù)百米，最大的特點是很輕、很強韌。用一根直徑只有20~30微米的碳納米管纖維就能輕松吊起一支圓珠筆。“若直徑達(dá)到5毫米，它就能吊起一輛2噸重的汽車。”工作人員表示，碳納米管纖維已經(jīng)在防彈衣、航空航天、醫(yī)療和體育器械等廣泛領(lǐng)域顯示重要應(yīng)用前景。而將碳納米纖維制成太陽能電池的過程基本無污染，效率高，成本低，制作工藝相對簡單，具有大量穩(wěn)定生產(chǎn)的可能性。
彭教授表示，他們完成的是在實驗室的源頭性研究工作，可能開辟了新方向，但這些新概念、新技術(shù)的應(yīng)用性研究和工藝制備技術(shù)發(fā)展還需廣大研究人員一起努力。也許我們可以設(shè)想，未來某一天，新型纖維制造的超級太陽能發(fā)電機和超級電池，將成為老百姓生活不可或缺的伴侶，為人類社會提供源源不斷的清潔電力。