紙電池

你看過像紙一樣薄，可以捲曲甚至折疊的電池嗎？有了這種紙電池，任何產品上的標籤都能變成互動式的。在不久的將來，商家便可利用這項新技術推出更加新穎的廣告，如在產品包裝上加LED裝飾、播放廣告主題曲等。
薄薄的一片紙電池也可與IC卡結合，豐富其應用功能。加人電池的IC門禁卡或門票，可具備防偽功能，甚至可發出聲音，指引持有者在電影院中對號人座。或者IC卡可增設顯示面板，甚至可以完全改裝成電子記事本等產品。
目前時下的電子書主要元件為液晶顯示面板，有了紙電池，廠商將可以結合薄膜可撓式OLED面板，製造出可捲曲的電子書或電子報，即使每頁都加上紙電池，重量和厚度也不會增加很多。消費性電子產品製造商也可將紙電池和晶片整合在一起，製造更加輕便的電子產品，如超薄手機和穿戴型電腦等。（圖一）

在上述未來需求的趨勢推動下，以色列一家名為Power Paper的公司就開發了一種“名副其實”的，像紙片一樣的電池。這種紙電池只有0 . 5毫米厚，由於紙電池是片狀的，因此它的容量也就不是依體積來計算，而是要看它有多大而積。紙電池電壓可達1 . 5伏特，使用壽命為2年半，要提供等同AA鹼性電池的電力，紙電池的面積須達到 1 平方英尺。
實際上，這種超薄電池的供電方式和一般電池類似，也是利用電解質和電極來存儲和輸出電流。但Power Paper的工程師將電解質、含鋅成份的陽電極與含氧化錳成份的陰電極製成一種特製的墨水，因此，這種電池也就可直接印刷在紙張上，不像一般電池那樣須要用容器來裝載電解液和電極（圖二）。這種不需要容器的電池製造方式，其成品形狀、大小和延展性極強。由於這種電池僅需在普通加工環境中製造，因此，製造成本很低，每平方英尺只需台幣約1.6- 2.5元。

「這種紙電池在運作時，奈米碳管電極和鉀電極分別代表電池的正負二極，一開始離子液體會分解纖維素，將其變成膠狀。而這種流質就是電池的電解質，負責將離子從紙的一端輸送至另一端，因此可以產生電子產品所需的電力。在這裹纖維素也當作是電池內正負二極的隔離膜（圖三）。

「每張電池紙可以產生約2.4伏特的電壓，能量密度約每平方公分0.6毫安培，若是要獲得更高的電能，則可以如同一般電池串接一樣，將紙電池堆疊起來，甚至要獲得更大的電流也可以從加大紙電池的面積來滿足需求。
誠如壬色列理工學院的教授Roberl Linhardt表示：「這種嵌入了奈米碳管的紙張浸透了電解質，所以在外觀與重量上就和一般的紙張沒什麼二樣，而且90%是纖維素，因此價格上也會很便宜。」
根據壬色列理工學院的科學家表示，這種紙電池可壓可碾可翻轉，操作溫度在攝氏-70至180度之間，若有需要也可以裁切成任何形狀。到目前為止，研究人員僅測式重複放電 100 次，但據他們指稱，紙電池的性能在充電過後並無明顯退化的現象，因此下一步，科學家打算繼續對紙電池進行最高重複充電壽命的測試，並為其能量密度提升進行最佳化的工作。
另外，紙電池具有生物相容性，所以很適合應用在醫療領域之中，如應用在植入型設備的電力供應上，還可以利用生物體的血液或汗液作為液體電解質的來源。此外，研究人員也試著開發其生產的製程，如傳統的滾壓式印刷製程即是一個很好的生產方式。
一家出售血液的公司已開始利用紙電池來保證血液品質。由於一袋袋的血液在運輸過程中必須保持一定溫度範圍內，紙電池就可驅動一個溫度控制器晶片，定時檢查並調整溫度。