用蟹壳制成的电池可以为您的未来汽车提供动力

在应对气候危机方面，我们看到最近对电动汽车的推动很有希望。 与标准汽车不同，标准汽车将化石燃料废气排放到大气中——从而污染了我们星球的屏障并导致全球变暖——电动汽车依赖于电池供电，不会产生过多的污染。

只有一个警告。 与所有可充电产品一样，电动汽车的兴起取决于电池制造的增长。

马里兰大学材料创新中心主任胡良兵在新闻稿中说：“大量电池正在生产和消费，增加了环境问题的可能性。” “例如，广泛用于锂离子电池的聚丙烯和聚碳酸酯隔膜需要数百年或数千年才能降解，并增加了环境负担。”

是的。 数百年或数千年。 更不用说首先制造这些特定电池所需的劳动力，以及在收获钴等电池组件的地方出现的侵犯人权行为的争议。 然而，真的，那些锂离子电池无处不在。 事实上，如果你正在用手机阅读这篇文章，你现在可能正拿着一个。 它们还经常与收集阳光以存储环保电力的太阳能电池板搭配使用——也许会从那些海军蓝色矩形中拿走一点“环保”的称号。

OK，但这就是说胡 可能对电池难题有一个有趣的解决方案。

在周四发表在《物质》杂志上的一篇论文中，胡和其他研究人员展示了他们发明的一种比锂离子电源更容易生物降解的电池。

奇怪的部分？ 它是由蟹壳制成的。

你知道当你尝试用 AA 电池加载电视遥控器或 Xbox 控制器时，要担心整个正负两方面的事情吗？

基本上，这是因为电池 通过使用一种称为电解质的特殊物质在这些负极和正极端子之间来回移动离子或带电粒子来工作。 将 (+) 和 (-) 置于正确位置很重要。

电解质可以是多种不同的介质，但根据新研究的研究人员的说法，许多电池使用易燃或腐蚀性化学物质来实现这一功能。 不易生物降解的化学物质。 相比之下，对于他们的电池，胡和同事呼吁使用一种凝胶电解质，这种电解质存在于一种名为壳聚糖的生物材料中。 壳聚糖易于生物降解。

“壳聚糖是几丁质的衍生产品，”胡说。 “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鱿鱼圈。” 但胡说，壳聚糖最丰富的来源是那些甲壳类动物的外骨骼。 像粉红色的虾尾、深红色的龙虾甲壳，当然还有蟹壳。

你知道那些外骨骼在哪里可以找到吗？ “海鲜垃圾，”胡说。 “你可以在你的桌子上找到它。”

在某种程度上，团队原型的这一方面同时解决了两个问题。 根据《自然》杂志 2015 年的一项研究，全球生产了大约 600 至 800 万吨废蟹、虾和龙虾壳。 我的意思是，想想螃蟹的肉如何只占其质量的 40% 左右。 这势必会造成相当多的食物浪费。

报告继续说，这些贝壳通常只是被倾倒在垃圾填埋场或大海中——这是一种昂贵的处置方式，每吨加起来可能超过 100 美元，而且对环境有害，因为垃圾填埋场间接导致有害气体排放 他们自己。

那么，从生产可生物降解电池的角度来看，想象一下，如果所有那些昂贵的扔掉的外壳都可以重新用于保护我们的星球？

根据团队的新研究，壳聚糖用于 它的电池原型在五个月内完全分解，留下了一种叫做锌的金属成分——而不是像标准电池那样的铅或锂——实际上是可回收的。

该原型在 1,000 次循环后的能源效率也为 99.7%，这意味着它是在电网中存储风能或太阳能的可行选择。 这对锌电池的世界来说是一个很大的进步，因为即使这些电力存储选项并不是全新的，它们也因具有相当中等的效率而臭名昭著。 研究人员表示，蟹壳衍生成分可能是可以将它们提升到新水平的缺失部分。

到目前为止，胡说，将壳聚糖作为电池中的电解质意味着大约三分之二的电池可以生物降解，但 展望未来，该团队希望解决剩下的三分之一。 “未来，我希望电池中的所有组件都是可生物降解的，”胡说。 “不仅是材料本身，还有生物材料的制造过程。”