可再生能源和電動(dòng)汽車(chē)需求的激增,引發(fā)了對儲能電池的高需求,但電池本身并不總是可持續的。
現在,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,需要數百年或數千年才能降解,這增加了環(huán)境負擔?!闭撐耐ㄓ嵶髡?、美國馬里蘭大學(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)現這一功能。這種新型電池可以?xún)Υ娲笠幠oL(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,包括真菌的細胞壁、甲殼類(lèi)動(dòng)物的外骨骼和烏賊的殼?!焙急f(shuō),“殼聚糖最豐富的來(lái)源是甲殼類(lèi)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?!?/p>
生物可降解電解質(zhì)意味著(zhù)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%,使其成為儲存風(fēng)能和太陽(yáng)能產(chǎn)生的能量并將其轉移到電網(wǎng)的可行選擇。