新闻资讯 · 2022年 9月 2日

【Telegram中文版】科学家用蟹壳制成可生物降解电池,千次循环后能源效率仍为99.7%【Telegram中文官网】

科技日报记者 张梦然

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对可再生能源和电动汽车需求的不断增加,引发了对储能电池的高需求,但支撑这些可持续性解决方案背后的电池并不总是可持续的。在1日发表于《物质》杂志的一篇论文中,美国科学家用一种意想不到材料——蟹壳制造了一种锌电池,其中含有一种可生物降解的电解质。

论文主要作者、马里兰大学材料创新中心主任胡良兵说,大量电池的生产和消耗增加了环境负担。例如,广泛用于锂离子电池的聚丙烯和聚碳酸酯隔膜需要数百或数千年才能降解。

电池通过电解质使离子在带正电和带负电的端子之间来回穿梭。电解质可以是液体、糊状物或凝胶。许多电池使用易燃或腐蚀性化学品,而新开发的电池使用一种称为壳聚糖的生物材料来制成凝胶电解质,可储存来自大规模风能和太阳能的电力。

胡良兵指出,壳聚糖是几丁质的衍生产品。甲壳素有很多来源,包括真菌的细胞壁、甲壳类动物的外骨骼和鱿鱼圈。壳聚糖最丰富的来源是甲壳类动物的外骨骼,包括螃蟹、虾和龙虾,它们很容易从海鲜废料中获得。

可生物降解的电解质意味着大约2/3的电池可被微生物分解,壳聚糖电解质可在5个月内完全分解。新电池降解后仅留下了锌金属成分,而不是铅或锂。地壳中的锌比锂更丰富,成熟的锌电池更便宜、更安全。

这种壳聚糖锌电池在1000次电池循环后的能源效率为99.7%,使其成为存储风能和太阳能转化能源以传输到电网的可行选择。