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葉綠素有機電池的構想來自模仿植物的光合作用,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。更特別的是,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。
不過,葉綠素池的最大難題是葉綠素為弱電解質,一開始研發的電池原型只能產生約 0.7V 的電壓、1mA 的電流(一般電池的電流約 1200 mA),甚
至無法使鬧鐘或計算機運作。為了改善情況,研究人員提高葉綠素使用量,並增加接觸水的面積。他們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。他們持續
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,已能驅動 MP3,四顆串聯的葉綠素電池也可點亮白光LED頭燈達整整四天之久。
葉綠素電池在結構及製程上,還有許多待改善的空間,不過廖重賓表示,葉綠素電池只要遇水即可運作,即使是尿液、鹽水、可樂等也能使它發電,未來
若能結合 IC 晶片,可開發出遇水會發出音樂的尿布,或發出求救訊號的救生衣產品,成為兼具感應水份與發電雙重功能的產品,應用前景相當可觀。 |
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