科學家用蟹殼製成可生物降解電池，千次循環後能源效率仍為99.7%

科技日報記者 張夢然

對可再生能源和電動汽車需求的不斷增加，引發了對儲能電池的高需求，但支撐這些可持續性解決方案背後的電池並不總是可持續的。在1日發表於《物質》雜誌的一篇論文中，美國科學家用一種意想不到材料——蟹殼製造了一種鋅電池，其中含有一種可生物降解的電解質。

論文主要作者、馬里蘭大學材料創新中心主任胡良兵説，大量電池的生產和消耗增加了環境負擔。例如，廣泛用於鋰離子電池的聚丙烯和聚碳酸酯隔膜需要數百或數千年才能降解。

電池通過電解質使離子在帶正電和帶負電的端子之間來回穿梭。電解質可以是液體、糊狀物或凝膠。許多電池使用易燃或腐蝕性化學品，而新開發的電池使用一種稱為殼聚糖的生物材料來製成凝膠電解質，可儲存來自大規模風能和太陽能的電力。

胡良兵指出，殼聚糖是幾丁質的衍生產品。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魷魚圈。殼聚糖最豐富的來源是甲殼類動物的外骨骼，包括螃蟹、蝦和龍蝦，它們很容易從海鮮廢料中獲得。

可生物降解的電解質意味着大約2/3的電池可被微生物分解，殼聚糖電解質可在5個月內完全分解。新電池降解後僅留下了鋅金屬成分，而不是鉛或鋰。地殼中的鋅比鋰更豐富，成熟的鋅電池更便宜、更安全。

這種殼聚糖鋅電池在1000次電池循環後的能源效率為99.7%，使其成為存儲風能和太陽能轉化能源以傳輸到電網的可行選擇。