在俄羅斯想出了用“微電廠”取代電池的方法

他們認為，這一研發成果將加速直接放置在電子產品印刷電路板上的“微電廠”技術的發展。研究結果發表在Microporous and Mesoporous Materials雜誌上。

在醫學上，多孔硅膜起到過濾器的作用，例如用於血液透析。在便攜式電子產品中，它們被用作微型燃料電池的電極，微型燃料電池是一種有前途的氫能源，可以集成到印刷電路板中。

然而，當與工作液體（水或弱鹼性溶液）接觸時，納米多孔硅會逐漸被破壞。國立研究型技術大學MISIS （NUST MISIS）和俄羅斯科學院微電子技術問題研究所（IPTM RAS）的科學家們開發出一種獨特的技術，通過沈積石墨烯塗層來從根本上改善多孔硅膜的性能。

“我們提出了獨一無二的方法，在硅結構整個深度的孔道內壁上沈積多層石墨烯塗層。目前沒有其它方法可以生產用於高效微燃料電池的電極。這種電源不僅可以為設備提供長期備用電源，而且可能會隨著時間的推移取代電池。”NUST MISIS半導體與電介質材料科學系副教授葉卡捷琳娜·戈斯捷娃解釋說。

由於採用新方法處理硅結構，其表面電阻降低了數百倍，並且對弱鹼性溶液的穩定性顯著提高。此外，由於在孔道內表面形成了額外的凸起，材料表面有效面積增加了兩倍以上。正如科學家解釋的那樣，所有這些都極大地改善了微燃料電池的特性，並提高了其中所使用的昂貴催化劑的耐久性。

為了沈積塗層，使用了乙醇化學氣相沈澱法。據技術開發者介紹，所提出的方法，其特點在於在工作腔中使用了“急劇壓降”模式，即使在納米孔閉合層也能確保石墨烯的沈積。

該項新技術受2020年9月1日俄羅斯第2731278號專利保護。研究結果在莫斯科"2021阿基米德" 國際發明創新技術展覽會上展出。今後，研究團隊計劃調整該技術，以適應工業化應用的要求。