近期,美国圣路易斯华盛顿大学的Julio D’Arcy等合作开发了一种可扩展的、经济有效的和多功能的化学合成方法,使用烧结砖来控制氧化自由基聚合和沉积导电聚合物聚(3,4-乙烯二氧噻吩)纳米纤维涂层,这种气相合成使PEDOT涂层表现出高电子导电性和易转移电荷的特点,使其成为生产电极的有效途径。也就是说,可以将普通的砖石转化成一种储能的介质。
这种方法的工作原理是利用了红砖中含的赤铁矿。赤铁矿(Hematite)化学成分为Fe2O3、属六方晶系的氧化物矿物。赤铁矿含铁量高达70%并且可以大量产出,因而是最重要的铁矿石——源自搜狗百科。而红砖的红色就是来源于赤铁矿,这种色素在73000年前被人类首次使用,一种低成本、天然丰富的无机前体,用于催化物、磁体和合金。现在常被用于锂离子电池、锌空气电池等一些最先进的现代储能材料中。
而据8.11号在《自然通讯》上发表的研究文章“Energy storing bricks for stationary PEDOT supercapacitors”显示,烧制砖的开放微观结构、机械坚固性和~8wt%的α-Fe2O3含量为开发电化学PEDOT电极和可随时堆叠成模块的固定超级电容器提供了理想的基底。环氧树脂可作为防水外壳,使超级电容器在水下运行,凝胶电解质可将循环稳定性提高到10,000次循环,电容保留率高达90%。
这样,“智能砖”充电后就能像电池一样储存电能,并可随时准备为其他装置供电。
赤铁矿所产生的化学反应为在烧结砖上开发尖端功能提供了机会,在烧结砖上,8wt%的α-Fe2O3含量和3D多孔微观结构为机械上坚固的电极设计提供了理想的基底。而砖自身的红色色素——氧化铁(铁锈),对于诱发聚合反应来说十分关键。
研究过程中,Julio D’Arcy团队开发了一种超级电容器,使用砖的赤铁矿微结构作为反应物,蒸汽沉积导电聚合物聚(3,4-乙烯二氧噻吩)纳米纤维涂层(PEDOT)。气相合成使PEDOT涂料具有高电导率和容易的电荷转移,使其成为生产电极的理想途径。
"PEDOT涂层砖是可以为应急照明提供电力的理想构件......我们设想,当你把我们的砖与太阳能电池连接起来时,这可能成为现实。" D'Arcy说。每一次“异想天开”的想法和发明,都有可能改变未来。失败亦或是成功,靠的是不断的尝试和创新,就像INNOSILICON,14年来与全球多家先进工艺半导体厂保持长期的紧密合作并积累了很多量产经验,IP累计授权量产芯片数十亿颗,并能保证所有IP全自主可控。
创新,是学习的生命力。它就像一盏明灯,在黑暗中放射万丈光芒,引导人们不断前进,走向成功之路。