研究人員指出，該電池是根據(jù)電化學(xué)原理設(shè)計(jì)出來(lái)的。每個(gè)電池都有兩個(gè)電極，浸泡于電解液中。通常，鋰離子電池的陽(yáng)極是碳，陰極是鋰鈷氧化物，電解液則為含有鋰鹽的有機(jī)溶液。電池充電時(shí)，電子會(huì)被吸入陰極，導(dǎo)致鋰離子離開陰極，進(jìn)入陽(yáng)極。電池放電時(shí)，離子的運(yùn)動(dòng)過(guò)程則正好相反。
米蘭彥在美國(guó)化學(xué)協(xié)會(huì)期刊《納米通訊》(NanoLetters)上詳細(xì)描述了纖維素電池。纖維素是紙的基本組成部分，主要從樹木或棉花中提取得來(lái)，但在實(shí)驗(yàn)中使用的纖維素來(lái)源卻不同：由水藻提煉得來(lái)。米蘭彥解釋，他們選擇水藻是因?yàn)樗鼈兊睦w維素更加纖細(xì)，這能進(jìn)一步擴(kuò)大電池表面積，從而改善電池的儲(chǔ)電性能。
但由于纖維素本身不導(dǎo)電，必須在纖維素表面涂上一層導(dǎo)電物質(zhì)。米蘭彥選擇了一種名為聚吡咯的聚合物，當(dāng)它浸泡在海藻纖維素中之后便會(huì)與其結(jié)合，形成一種導(dǎo)電性能良好的物質(zhì)。然后，米蘭彥用這種物質(zhì)制造了電池的陰極和陽(yáng)極。至于電解液，他使用的則是浸泡在濃鹽水中的濾紙。因此，整個(gè)電池的結(jié)構(gòu)便像是一張濾紙夾在兩個(gè)纖維素電極中間，而電極又被放在載玻片之中。用白金制成的條狀導(dǎo)線將電極與外部世界相連。通過(guò)化學(xué)變化釋放的電能則被儲(chǔ)存在聚吡咯中。在化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程中，分子一般以兩種狀態(tài)存在：“被氧化”或“被還原”狀態(tài)。而當(dāng)參加化學(xué)反應(yīng)的分子處于電路中時(shí)，便會(huì)有電流形成，在幾秒鐘之類對(duì)1伏特的電池完成充電，而且可以充放電數(shù)百次而不影響其性能。
米蘭彥目前正努力將該技術(shù)商業(yè)化。雖然目前來(lái)看水藻電池并不能完全替代鋰離子電池，但它能應(yīng)用于一些比較適合的設(shè)備，如含有小型無(wú)線電設(shè)備的裝置等。值得一提的是，近日，一些其他的研究人員同樣用纖維素制造出了晶體管。米蘭彥發(fā)明的電池可以應(yīng)用在這些電子產(chǎn)品之上。
