(原標(biāo)題：科學(xué)家發(fā)明太陽能充電服，不用再為手機(jī)沒電焦慮)

產(chǎn)生電能的光伏電池和存儲電能的電容器，都可以穿在身上了。

“電影是我靈感的源泉，”Jayan Thomas說，“如果能夠發(fā)明可以自動充電的服裝或者紡織品，那么我們就可以實(shí)現(xiàn)很多電影中的奇思妙想了。想想都覺得非常振奮。”

Thomas是中佛羅里達(dá)大學(xué)(UCF)納米科學(xué)科技中心的副教授，目前一直從事超級電容器的研究。最近，他從科幻電影中獲取了一些靈感，想制造可以被當(dāng)作太陽能電池的服裝，這種服裝的好處不言而喻，可以遠(yuǎn)距離使用，不用再為尋找充電的插座而焦慮。

在自然通訊發(fā)表的文章中，Thomas和UCF的同事們制備了一種條帶狀的材料，這種材料可以收集光能，把它轉(zhuǎn)換成電能，存儲在附帶的電容中。

這項(xiàng)研究很容易和今年9月發(fā)布的一項(xiàng)研究成果聯(lián)系在一起。當(dāng)時研究者制造了一種包含兩個機(jī)組的編織材料，分別是光纖太陽能電池和摩擦發(fā)電機(jī)，它們可以充分利用靜電產(chǎn)生能量?？上У氖牵@個材料卻沒有任何能量存儲裝置。

在Thomas最新的研究中，發(fā)電層是和儲能層連在一起的。條帶材料和帶有超級電容器的鈣鈦礦太陽能電池可以通過柔韌的銅帶連接在一起。銅帶還有一個重要的作用，作為直接電荷轉(zhuǎn)移的共享電極。

現(xiàn)在，科學(xué)界已經(jīng)普遍看好超級電容器，認(rèn)為它是可以逐漸替代供能電池的最佳選項(xiàng)。不過現(xiàn)階段還面臨一些問題，雖然超級電容器可以快速釋放較大的能量并且快速再次充電，但是，它存儲大量電能的能力和持續(xù)放電的能力卻不及我們常用的電池，沒有什么優(yōu)勢。因此，很多研究人員還在思考，如何在保持電容快速充放電性質(zhì)的同時，加強(qiáng)超級電容器能量密度。

UCF的研究者測量發(fā)現(xiàn)，當(dāng)柔軟的太陽能帶暴露在太陽下吸收太陽能時，鈣鈦礦太陽能電池的轉(zhuǎn)化率能達(dá)到10%，同時，超級電容器比電容達(dá)到1193法拉/克(F/g)。這是什么概念?舉個例子你就知道了。目前市場上超級電容器的比電容大概在100F/g左右。

這就意味著當(dāng)條帶材料的功能是太陽能電池時，它可以有效地產(chǎn)生電能。而當(dāng)它是一個超級電容器時，相比于普通的超級電容器，能更持久地儲存能量，但另一方面，相比于普通的化學(xué)電池，還是存在存儲容量較小的缺陷。

為了展示這項(xiàng)技術(shù)，研究者將條帶材料制成絲狀材料，然后用織布機(jī)將這些長絲編織成方形紗線。而在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中，會使用更先進(jìn)的紡織技術(shù)。不過，這兩種方法的宗旨都是一樣的：更好地把細(xì)長的絲狀材料做成紡織物。


士兵把這種紡織太陽能板穿在了身上

“這項(xiàng)技術(shù)主要會運(yùn)用于軍事方面，”Thomas說，“在伊拉克和阿富汗的士兵會經(jīng)常在陽光下走動。其中部分士兵還要背著重量超過30磅的電池。而在一些惡劣的環(huán)境，運(yùn)輸電池是一件非常困難的事情。

但是，利用這項(xiàng)技術(shù)制成的服飾，就可以確保士兵在陽光下行走的同時，讓設(shè)備吸收太陽的能量，轉(zhuǎn)化成電能存儲起來。”

在采訪時，Thomas也說道，超級電容器沒有足夠的容量對能量進(jìn)行存儲，因此不能完全代替電池，但是把電池和這種材料結(jié)合起來使用，就可以減少戰(zhàn)士的負(fù)重量。

Thomas還說：“通過將幾種條帶材料(2-3條帶材料)合并成一個組帶，再將這些組帶(3-4)串聯(lián)起來，就能制成一套可用的設(shè)備，為無線電提供足夠的功率，保證它至少能正常工作10分鐘。目前，這些材料在提供儲能極限和能量密度還有待進(jìn)一步改善。但是，我們正在致力做進(jìn)一步的研究，從而保證它能在混合電池-電容器中發(fā)揮作用。”