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葉綠素電池

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葉綠素電池是一種有機電池,2008年由國立虎尾科技大學教授廖重賓與研究生楊秉晃、陳俊郎共同研發。其正負極由隔離膜隔開,其中正極電解質製成,而負極上方則有棒用來通電,外部則由防水紙製成。不含等,丟棄後將被大自然分解。於任何液體中,10秒內即能發電,沒電時放入液體10秒可重複使用。[1]成本低,售價不到新台幣5元。[2]效率高。因而獲得2008年台北國際發明展金牌獎。

構想

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葉綠素電池的構想來自植物的光合作用,即葉綠素(chlorophyll)吸光、遇水後,會先成為離子態,再進行化學反應。

電池的基本結構包含電解質與導電材質等,若將其中電解質以葉綠素替代,加水形成離子態後,一樣會有發電效果。

特別的是,葉綠素形成離子態後,還可與水進行氧化還原反應,產生電流。[3]

難題

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葉綠素電池的最大難題是葉綠素為弱電解質,一開始研發的原型只能產生約 0.7V 的電壓、1mA 的電流(一般碳鋅電池的電壓約1.5V電流約 1200 mA)。

為了改善情況,一開始研究人員提高葉綠素使用量,並增加接觸水的面積,將粉狀葉綠素壓實做成片狀,外覆以鋁箔紙捲曲起來,再讓其吸水產生電力。

然而單單讓電池充份吸水,就得花兩個多小時,而且吸水量太多又會破壞電池結構,因此增加葉綠素並非理想做法。

於是又以改善電池結構,並嘗試實驗各種集流體材料(收集正、負電子的載體),終於做出可以取代 3 號電池的有機電池,其電壓為 1.5V、電流在 850mA 以上電化學電池。[3]

優點

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  • 未來若量產,價錢較一般乾電池低。
  • 使用葉綠素有機成分的部分,可以自然分解,再度回歸到大自然,就這點較沒有環境污染的問題。
  • 有水溶液便能發電,且可以重複使用,在野外生活時也可以使用。
  • 電的轉換力較太陽能電池高。[4]

缺點

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  • 發電效率低。
  • 葉綠素為弱電解質,即便已經研發出較好的結構,但其電壓與電流數值仍不達一般乾電池的數值高。
  • 電池續航力較一般的電池來的低。
  • 如果在製造過程中需耗費大量能源,那麼即便是有機也不見得環保。
  • 使用上的普遍性和耐用性需要再探討[4]

參見

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參考資料

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  1. ^ 存档副本. [2010-01-17]. (原始內容存檔於2011-12-08). 
  2. ^ http://www.peopo.org/portal.php?op=viewPost&articleId=25987
  3. ^ 3.0 3.1 存档副本. [2014-01-02]. (原始內容存檔於2017-03-02). 
  4. ^ 4.0 4.1 存档副本 (PDF). [2014-01-02]. (原始內容存檔 (PDF)於2016-10-19).