可再生能源和電動(dòng)汽車需求的激增，引發(fā)了對(duì)儲(chǔ)能電池的高需求，但電池本身并不總是可持續(xù)的。
現(xiàn)在，科學(xué)家利用一種意想不到的材料——蟹殼，制造出一種具有生物可降解電解質(zhì)的鋅電池。相關(guān)研究9月1日發(fā)表于《物質(zhì)》。
“大量電池正被生產(chǎn)和消耗，這可能引發(fā)一系列環(huán)境問(wèn)題。例如，廣泛用于鋰離子電池的聚丙烯和聚碳酸酯分離器，需要數(shù)百年或數(shù)千年才能降解，這增加了環(huán)境負(fù)擔(dān)。”論文通訊作者、美國(guó)馬里蘭大學(xué)材料創(chuàng)新中心主任胡良兵說(shuō)。
電池使用電解質(zhì)使離子在正極和負(fù)極之間來(lái)回穿梭。電解液可以是液體、糊狀物或凝膠，許多電池使用易燃或腐蝕性化學(xué)物質(zhì)實(shí)現(xiàn)這一功能。這種新型電池可以儲(chǔ)存大規(guī)模風(fēng)能和太陽(yáng)能產(chǎn)生的電能，并使用一種凝膠電解質(zhì)，后者由名為殼聚糖的生物材料制成。
“殼聚糖是甲殼素的衍生物。甲殼素有很多來(lái)源，包括真菌的細(xì)胞壁、甲殼類動(dòng)物的外骨骼和烏賊的殼。”胡良兵說(shuō)，“殼聚糖最豐富的來(lái)源是甲殼類動(dòng)物的外骨骼，包括螃蟹、蝦和龍蝦，它們可以很容易地從海鮮廢物中獲得，甚至你的餐桌上就有。”
生物可降解電解質(zhì)意味著電池大約2/3的部分可以被微生物分解——這種殼聚糖電解質(zhì)在5個(gè)月內(nèi)能被完全分解。這樣就留下了金屬成分，通常是可回收的鋅。
胡良兵說(shuō)，這種鋅—殼聚糖電池在1000次放電循環(huán)后的能源效率為99.7%，使其成為儲(chǔ)存風(fēng)能和太陽(yáng)能產(chǎn)生的能量并將其轉(zhuǎn)移到電網(wǎng)的可行選擇。
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