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關鍵詞：太陽能；紡織物；穿戴；超級電容；
「電影是我靈感的源泉，」Jayan Thomas說，「如果能夠發明可以自動充電的服裝或者紡織品，那麼我們就可以實現很多電影中的奇思妙想了。想想都覺得非常振奮。」
Thomas是中佛羅裡達大學（UCF）納米科學科技中心的副教授，目前一直從事超級電容器的研究。最近，他從科幻電影中獲取了一些靈感，想製造可以被當作太陽能電池的服裝，這種服裝的好處不言而喻，可以遠距離使用，不用再為尋找充電的插座而焦慮。
在自然通訊發表的文章中，Thomas和UCF的同事們製備了一種條帶狀的材料，這種材料可以收集光能，把它轉換成電能，存儲在附帶的電容中。
這項研究很容易和今年9月發布的一項研究成果聯繫在一起。當時研究者製造了一種包含兩個機組的編織材料，分別是光纖太陽能電池和摩擦發電機，它們可以充分利用靜電產生能量。可惜的是，這個材料卻沒有任何能量存儲裝置。
在Thomas最新的研究中，發電層是和儲能層連在一起的。條帶材料和帶有超級電容器的鈣鈦礦太陽能電池可以通過柔韌的銅帶連接在一起。銅帶還有一個重要的作用，作為直接電荷轉移的共享電極。
現在，科學界已經普遍看好超級電容器，認為它是可以逐漸替代供能電池的最佳選項。不過現階段還面臨一些問題，雖然超級電容器可以快速釋放較大的能量並且快速再次充電，但是，它存儲大量電能的能力和持續放電的能力卻不及我們常用的電池，沒有什麼優勢。因此，很多研究人員還在思考，如何在保持電容快速充放電性質的同時，加強超級電容器能量密度。
UCF的研究者測量發現，當柔軟的太陽能帶暴露在太陽下吸收太陽能時，鈣鈦礦太陽能電池的轉化率能達到10%，同時，超級電容器比電容達到1193法拉/克（F/g）。這是什麼概念？舉個例子你就知道了。目前市場上超級電容器的比電容大概在100F/g左右。
這就意味著當條帶材料的功能是太陽能電池時，它可以有效地產生電能。而當它是一個超級電容器時，相比於普通的超級電容器，能更持久地儲存能量，但另一方面，相比於普通的化學電池，還是存在存儲容量較小的缺陷。
為了展示這項技術，研究者將條帶材料製成絲狀材料，然後用織布機將這些長絲編織成方形紗線。而在現實應用中，會使用更先進的紡織技術。不過，這兩種方法的宗旨都是一樣的：更好地把細長的絲狀材料做成紡織物。
士兵把這種紡織太陽能板穿在了身上
「這項技術主要會運用於軍事方面，」Thomas說，「在伊拉克和阿富汗的士兵會經常在陽光下走動。其中部分士兵還要背著重量超過30磅的電池。而在一些惡劣的環境，運輸電池是一件非常困難的事情。
但是，利用這項技術製成的服飾，就可以確保士兵在陽光下行走的同時，讓設備吸收太陽的能量，轉化成電能存儲起來。」
在採訪時，Thomas也說道，超級電容器沒有足夠的容量對能量進行存儲，因此不能完全代替電池，但是把電池和這種材料結合起來使用，就可以減少戰士的負重量。
Thomas還說：「通過將幾種條帶材料（2-3條帶材料）合併成一個組帶，再將這些組帶（3-4）串聯起來，就能製成一套可用的設備，為無線電提供足夠的功率，保證它至少能正常工作10分鐘。目前，這些材料在提供儲能極限和能量密度還有待進一步改善。但是，我們正在致力做進一步的研究，從而保證它能在混合電池-電容器中發揮作用。」
翻譯 | 樓圓
原文連接：
http://spectrum.ieee.org/nanoclast/semiconductors/materials/back-to-the-future-serves-as-inspiration-for-clothing-with-a-solarpowered-battery
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