苏州纳米所制备出自呼吸式直接甲醇燃料电池

　　2012年，谷歌眼镜正式亮相，“智能可穿戴设备元年”开启，各大企业纷纷进军智能可穿戴设备研发，可穿戴设备技术更新迭代。目前，可穿戴智能设备主要有watch、shoesGlass三大主流类型，以及智能服装、书包、拐杖、配饰等其他类型产品。
 

　　随着智能可穿戴设备的流行，智能设备所需的电池也成为了研究重点。由于贴身穿戴，且会存在挤压、弯曲等动作，因此一款能够安全使用的能源供应系统非常重要。
 

　　中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所研究员周小春团队在柔性燃料电池的关键材料和技术方面取得系列进展：柔性有序高导电电极开发【ACS Nano, 2017, 11(6), 5982-5991】、便携式柔性制氢研究【Journal of the American Chemical Society, 2017, 139(40), 14277-14284，Chemical Science, 2017, 8, 7498-7504，ACS Applied Materials & Interfaces, 2020, 12(4), 4473-4481】、柔性超薄气体扩散层研制(Journal of Materials Chemistry A, 2020, 8, 5986-5994)、全固态直接甲醇燃料电池(Journal of Power Sources, 2020, 450, 227669)、柔性导电机理【Chinese Chemical Letters, 2019, 30(6), 1282-1288】，以及高安全性柔性燃料电池等(Advanced Energy Materials, 2021, 2103178)。
 

　　近日，科研团队合成和应用一种新型的琼脂凝胶与木质海绵的复合材料即凝胶/海绵复合材料，研制出一种安全、耐用、适应性强且具有出色柔性的自呼吸式直接甲醇燃料电池(DMFC)。该新型复合材料因其独特的成分和结构，具有吸收速度快(约10s即吸收饱和)、循环性能好(循环次数>10次)、甲醇吸收率高(>5.2 g/g)、含能高(>30.8 kWh/kg)、柔性好等优点。复合材料对甲醇溶液具有很强的保留能力，在29.4 kPa的压力下，含1.5%琼脂凝胶的复合材料可保留约90%的甲醇溶液。其面能量密度接近13.7 mWh cm-2。同时，研究使用凝胶/海绵复合材料制成的DMFC电堆经受住一系列破坏性试验，包括长针刺穿、切割、弯曲和压缩等。新型复合材料能吸收并保留住甲醇溶液，因而在进行破坏性试验时没有燃料泄漏，使DMFC避免了爆炸、着火等安全问题，成功地证明了吸收材料可以极大地提高吸气式DMFCs的安全性、适应性、灵活性和能量密度。此外，研究利用吸收材料固化气态或液态燃料的概念，显示了通过使用吸收材料来固化它们的气体或液体燃料来提高其他燃料电池的安全性的前景。
 

　　相关论文

　　参考资料来源：中国科学院
 

　　原标题：苏州纳米所制备出自呼吸式直接甲醇燃料电池