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研究人員用螃蟹制出更環保電池

2022-09-02 15:30:34來源:cnBeta.COM 閱讀量:14124

導讀:汽車依靠電池供電,其不會吐出過多的污染,只是有一點需要注意。就像所有可充電產品一樣,電動汽車的興起取決于電池制造的上升。
  當談到應對氣候危機時,我們看到最近對電動汽車的推動是有希望的。跟標準汽車--它們向大氣層排放化石燃料廢氣從而污染我們星球的防護罩并導致全球變暖--不同的是,電動汽車依靠電池供電,其不會吐出過多的污染。
 
  只是有一點需要注意。就像所有可充電產品一樣,電動汽車的興起取決于電池制造的上升。
 
  馬里蘭大學材料創新中心主任Liangbing Hu在一份新聞稿中說道:“大量的電池正在被生產和消耗從而引發了環境問題的可能性。如廣泛用于鋰離子電池的聚丙烯和聚碳酸酯分離器需要幾百或幾千年的時間來降解并增加了環境負擔。”
 
  看起來Hu對電池難題有一個有趣的解決方案。在周四發表在《Matter》上的一篇論文中,Hu和其他研究人員介紹了他們發明的一種電池,它比鋰離子電源更容易被生物降解。  這種電池比較特別的是,由螃蟹殼制成。
 
  電池的工作原理是使用一種叫做電解質的特殊物質,在負極和正極之間來回移動離子或帶電粒子。所以把(+)和(-)放在正確的位置非常重要。
 
  電解液可以是多種不同的介質,但根據新研究的研究人員,許多電池使用易燃或腐蝕性的化學品來實現這一功能。然而化學品不容易被生物降解。相比之下,Hu和他的同事們為他們的電池使用了一種凝膠電解質,這種電解質存在于一種名為殼聚糖的生物材料中。據悉,殼聚糖很容易被生物降解。
 
  Hu說道:“殼聚糖是甲殼素的衍生產品。甲殼素有很多來源,包括真菌的細胞壁、甲殼類動物的外骨骼和烏賊的筆。”但據Hu說,甲殼素最豐富的來源位于那些甲殼類動物的外骨骼中,像粉紅色的蝦尾、深紅色的龍蝦甲殼還有蟹殼。
 
  那么知道在哪里可以找到這些外骨骼嗎嗎?“海鮮廢料,你可以在你的桌子上找到它,”Hu說道。
 
  在某種程度上,該團隊原型的這個方面同時解決了兩個問題。根據《自然》在2015年的一項研究,全球產生了約600萬至800萬噸的廢棄螃蟹、蝦和龍蝦殼。螃蟹的肉只占其質量的40%左右,所以這勢必會造成相當多的食物浪費。
 
  該份報告繼續指出,這些殼通常被傾倒在垃圾填埋場或海洋中 -- 這種處理方式成本很高,每噸可能超過100美元,且對環境不利,因為垃圾填埋場本身也間接導致有害氣體排放。
 
  因此,從生產可生物降解電池的角度來看,如果所有這些昂貴的、需要扔掉的外殼都能被重新利用進而變成對保護我們的星球有用的東西那該是一件多么好的而是情。
 
  根據該團隊的新研究,其電池原型中使用的殼聚糖在五個月內完全分解,并留下了一種叫做鋅的金屬成分--而不是像標準電池那樣的鉛或鋰--這實際上是可以回收的。
 
  該原型在1000次循環后的能源效率為99.7%,這意味著它是在電網中儲存風能或太陽能的一個可行選擇。這對鋅電池的世界來說是一個很大的進步,因為盡管這些電力存儲方案并不完全是新的但它們一直以效率很低而聞名。研究人員指出,從螃蟹殼中提取的成分可能是能將它們提升到新水平的缺失部分
 
  Hu表示,就目前而言,將殼聚糖作為電池中的電解質意味著約2/3的電池可以被生物降解,但在未來,該團隊希望能解決剩下的1/3。Hu說道:“在未來,我希望電池中的所有成分都是可生物降解的。不僅是材料本身,而且還有生物材料的制造過程。”
 
  原標題:研究人員用螃蟹制出更環保電池

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