本文转自：中国科学报
▲电鳗。
▲团队开发的可折叠3D电池。受访者供图
■本报记者 王昊昊
电鳗有独特的放电能力，能产生足以将人击昏的电流，有“水中高压线”之称。而浓差电池的总反应过程是电池体系中存在物质浓度梯度，通过物质的浓差扩散实现电能输出。
一个是会放电的水生生物，一个是可储能的化学电池，它们能有什么关联？中南大学教授纪效波团队研究发现，电鳗是完美利用离子浓度梯度放电的最典型代表。于是他们基于该原理，将两种水凝胶堆叠组成梯形“发电层”，打造出电鳗型双离子梯度电池，并受折纸艺术启发制备出可折叠3D电池。相关研究成果近日发表于《ACS应用材料与界面》。
热门研究领域里的冷门方向
电池是新能源汽车、储能、消费电子等领域的重要支撑，其中，以锂离子电池为代表的二次储能电池目前占据市场主导地位并发挥着关键作用。但金属资源有限与安全隐患等潜在问题限制了长远应用，因此新型储能装置的设计与制造逐渐引发业内人士关注。然而在这个热门研究领域里，浓差电池研究有点被“冷落”。
“放眼国内外，专门研究浓差电池的团队并不多，也鲜有重大成果。”中南大学教授、团队成员侯红帅说，浓差电池虽然很早就被科学家提及，但这类电池没有具体化的器件，由于电压偏低也没有很好应用，因此一直没受到足够的重视。
浓差电池由正极、负极和电解液组成，分为电极浓差电池和电解质浓差电池，前者是由电极本身活性物质浓度差别引起电势差，后者是由电池中电解质浓度差异引起电极电势差异，因此浓差电池电极电势的大小与电解质溶液浓度有关。
浓差电池的总反应过程是单质或离子等一种物质从高浓度状态向低浓度状态转移的过程。现实生活中，海水盐产能发电是最典型的应用代表。据报道，全世界海水盐差的能量资源高达30亿千瓦。
