近日，瑞典林雪平大學(xué)研究人員利用樹(shù)木中木質(zhì)素作為原料，成功研發(fā)一種新型燃料電池。與以甲醇、乙醇等小分子為燃料的電池不同，此過(guò)程不產(chǎn)生二氧化碳，不僅原料綠色環(huán)保，而且產(chǎn)物實(shí)現(xiàn)了碳的零排放。

　　木質(zhì)素(lignin)為植物和藻類重要結(jié)構(gòu)材料，在樹(shù)皮或是木材中由為常見(jiàn)，為造紙廠副產(chǎn)物之一，而瑞典林雪坪大學(xué)(LiU) 有機(jī)電子研究室以此材料開(kāi)發(fā)燃料電池，打造低價(jià)環(huán)保綠色燃料技術(shù)。

　　當(dāng)今燃料電池大多以補(bǔ)充氫氣為主，但地球上 96% 氫都是來(lái)自于化石燃料，在生產(chǎn)過(guò)程中并沒(méi)有達(dá)到 100% 無(wú)碳能源。乙醇基和甲醇基等燃料電池也會(huì)產(chǎn)生二氧化碳，其電極更是由昂貴又稀少的鉑制成。

　　而木質(zhì)素是常見(jiàn)生物聚合物，樹(shù)木約 25% 為木質(zhì)素，用來(lái)讓纖維素纖維緊密聚集使木材更堅(jiān)固，在紙漿化學(xué)制造中，由于纖維素是紙張的理想材料，為了讓兩者分離，木質(zhì)素會(huì)溶解在硫酸鹽或亞硫酸鹽制法中，為造紙廠的副產(chǎn)物之一，因此木質(zhì)素是個(gè)更便宜且容易取得的材料。

　　木質(zhì)素由大量碳?xì)浠衔镦溄M成，會(huì)在工業(yè)制造分解成苯二酚(benzenediols)，其中苯二酚異變體兒茶酚(catechol)則占木質(zhì)素 7%。LiU 有機(jī)能源材料研究 Xavier Crispin 教授發(fā)現(xiàn)該分子為電池優(yōu)良燃料。

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充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%

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　　不過(guò)苯二酚是芳香族分子(aromatic molecules)，不適合用金屬當(dāng)成苯二酚燃料電池電極，不然反應(yīng)會(huì)過(guò)于復(fù)雜。因此研究員改用常見(jiàn)的導(dǎo)電聚合物 PEDOT：PSS 當(dāng)作電極，該聚合物可同時(shí)當(dāng)作電極和質(zhì)子導(dǎo)體。 Crispin 表示，對(duì)于兒茶酚等苯二酚反應(yīng)來(lái)說(shuō)，PEDOT：PSS 是理想催化劑，燃料也能被轉(zhuǎn)化為電，更不會(huì)形成二氧化碳。

　　Crispin 指出，人們采用乙醇等燃料時(shí)，通常會(huì)聲稱其對(duì)氣候與環(huán)境影響不大，因?yàn)槎趸际茄h(huán)一部分，獲是可利用二氧化碳再制造乙醇。然而現(xiàn)在團(tuán)隊(duì)已開(kāi)發(fā)能生產(chǎn)電力、又不會(huì)排放任何二氧化碳的技術(shù)，可說(shuō)是既便宜又環(huán)保。

　　研究也指出，新燃料電池產(chǎn)生的電力與甲醇基、乙醇基燃料電池相同。Crispin 表示，已有效從木質(zhì)素制造兒茶酚，不過(guò)團(tuán)隊(duì)未來(lái)仍需要改進(jìn)和最佳化電池性能。該研究已發(fā)布在《Advanced Sustainable Systems》。