随着移动和穿戴式设备的迅速普及,市场对轻量、柔性能源解决方案的需求日益迫切。尽管太阳能电池、超级电容器、锂离子电池和锌空气电池等柔性电源不断推陈出新,它们仍普遍存在依赖光源、能量密度有限或充电时间较长等问题。燃料电池因其高能量密度和快速补充燃料的潜力被视为未来能源供应的重要方向,但传统的刚性结构和复杂的压力封装要求严重限制了其在柔性电子设备中的应用。
近日,苏州大学严锋教授、孙哲副研究员和东华大学朱美芳院士合作,提出了一种基于凝胶介导内部压力封装策略的柔性纤维状直接甲醇燃料电池(FDMFCs),成功克服了刚性组件和外部压力封装的限制。该电池利用编织棉纤维在凝胶基质中的动态溶胀行为,实现了界面自增强和压力调控的一体化,可在-22°C至70°C的宽温范围内工作,具备可裁剪、耐水和快速加注等特性,能量密度高达161.36 Wh kg⁻¹,显著优于现有纤维状能源器件。相关论文以“Flexible fibre-shaped fuel cells with gel-mediated internal pressure encapsulation”为题,发表在Nature Materials上,论文第一作者为Yuan Yongjiang, Liu Ziyang。
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