近日,英國皇家化學會ChemistryWorld(《化學世界》)以“Softdrinkspowerorigamicell”為題報道了我國科學院長春應用化學研究所電分析化學國家重點實驗室董紹俊課題組有關生物燃料動力鋰電池研究的新進展。

生物燃料動力鋰電池是一種酶替代貴金屬催化劑的能量裝置。與傳統燃料動力鋰電池相比,生物燃料動力鋰電池除具有高效清潔、環境友好優點的同時,也具有來源廣、操作條件溫和、生物相容性好等獨特優勢。但是,生物燃料動力鋰電池的小型化問題及其相對復雜的組裝過程仍然是提高其實用性的一大難題。

董紹俊課題組多年來致力于生物燃料動力鋰電池的微型化與便攜性研究。近期發展出一種新方法,通過將折紙技術與微型化的生物燃料動力鋰電池結合起來,將軟飲料中的葡萄糖催化轉化從而直接獲取能量。他們針對如鉑、金等貴金屬陰極價格昂貴、易中毒、高度依賴溶液中氧含量濃度等缺點,創新性地提出了一種以二氧化錳作為陰極材料的消耗型陰極。這種陰極材料價格低廉、儲量豐富,且允許電池在無氧條件下運行,完全不要貴金屬的加入,正如美國猶他大學生物電催化領域的專家ShelleyMinteer(JACS副主編)的評價“利用紙作為基底而得到的廉價生物燃料動力鋰電池,大部分都屬于陰極限制型電池。”在該項工作中,他們將二氧化錳陰極與生物陽極置于一個由濾紙制作的折紙通道內,成功地制作了一種新型低成本便攜式紙基生物燃料動力鋰電池,實現了生物燃料動力鋰電池的微型化,為新型生物燃料動力鋰電池的研發供應了新的思路。

這種折紙生物燃料動力鋰電池可以直接用可口可樂和營養快線等商業化含糖軟飲料作為燃料,具有廉價、易得的優點,有良好的應用前景。法國格勒諾布爾大學DonaldMartin教授認為“盡管大尺寸的折紙類電池還有很長的路要走,但是低能耗的生物燃料動力鋰電池依然是值得追求的目標。”