变废为宝!蟹壳“变身”钠电阳极:性能更好且更便宜
原创
2023-03-14 15:20 星期二
财联社 黄君芝
近期,一组来自日本和中国的科学家团队发现,蟹壳可以被回收制成硬碳,并作为钠基可充电电池电路的关键部分。

财联社上海3月13日讯(编辑 黄君芝)随着对可再生能源和电动汽车需求的不断增加,人类对储能电池的需求也“水涨船高”,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。于是,科学家们开始在原材料方面另辟蹊径,例如蟹壳。

目前主要的研究都集中在壳聚糖上,它是甲壳素的衍生物。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乌贼的壳。据悉,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,可以很容易地从海鲜废物中获得,甚至你的餐桌上就有。

不过,一组来自日本和中国的科学家团队近期还发现,蟹壳可以被回收制成硬碳,并作为钠基可充电电池电路的关键部分。最新研究成果已于近期发表在了美国化学学会ACS Omega杂志上。

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近年来,钠离子在电池研究领域愈发受到关注,因为它提供了一种更可持续的替代方案,取代了那些以锂为基础的化学物质,锂的储量相对稀少且开采成本昂贵。相比之下,钠储量丰富,理论容量高,研究表明,它可以在我们未来的能源存储需求中发挥更强大的作用,并降低成本。

具体而言,研究人员发现,从外壳中产生的硬碳有可能作为钠离子电池的阳极。通过将外壳加热到超过538°C的温度,他们将外壳变成碳,并将其添加到硫化锡(SnS2)或硫化铁(FeS2)的溶液中。这就形成了钠离子电池的阳极。

研究人员解释称,虽然钠离子的化学性质与锂类似,但钠离子体积更大,需要不同于通常由石墨制成的阳极配套。而螃蟹的碳提供了多孔的、纤维状的、大表面积的阳极,增强了导电性和钠离子的运输能力。

研究小组发现,在其模型电池中,锡和铁复合材料都具有至少200次循环的良好充电能力。这无疑是朝着更可持续的电池技术迈出的积极一步。

“这项研究提供了一种利用低成本的废弃原材料来制造高比能钠离子电池的有效途径。”他们说。

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