肉質鮮美更好用 螃蟹殼可幫助下一代電池供電

編譯/高晟鈞

在台灣這個四面環海的海島,相信大家對於海鮮都並不陌生,從蚵仔、虱目魚到龍蝦和螃蟹等等,應有盡有。美味的螃蟹與龍蝦相信是許多人的最愛,但是,食用他們並不容易;一定有許多人在吃螃蟹前,就被其堅硬的外殼給勸退。

肉質鮮美更好用 螃蟹殼可幫助下一代電池供電。示意圖/123RF

但是,這些來自螃蟹和龍蝦的堅硬外殼,透過科學家們的「改造與升級」,製造出了一個全新的多孔碳填充材料。近期,ACS Omega上報導的一個團隊已經使用這種「蟹殼碳」作為鈉離子電池陽極的材料;是鋰電池的一個良好替代方案。

近年來,鋰電池在3C科技時代有著舉足輕重的地位,從智慧型手機到電動汽車,鋰電池無所不在。但由於地球上的鋰金屬有限,一些研究人員已經著手在開發替代金屬,以應對鋰金屬供大於求的狀況。而鈉離子便是在化學性質上,與鋰十分相近的一種金屬,但鈉離子較鋰離子大;因此與石墨製成的鋰離子電池的陽極不相容。

然而,這種狀況會在一種情況得到解決,就是當其與硬碳和過渡金屬二硫化物(TMD)等金屬半導體結合時!而蟹殼的主要成分為幾丁質、礦物質和蛋白質,幾丁質含有大量的碳元素,可以轉化為Hard Carbon(硬碳),一種作為鈉離子電池的可能陽極。現在,科學家將心思放到了如何將蟹殼(硬碳)與兩種不同的TMD(硫化錫和硫化鐵)結合,製造出可以使用的鈉離子電池陽極。

這種「蟹殼碳」是透過將螃蟹殼加溫至超過500攝氏溫度,並將其丟入硫化錫和硫化鐵的溶液當中,最後將它們乾燥後可以得到陽極。蟹殼碳的多孔纖維結構提供了很大的表面積,增強了材料的導電性和傳輸離子的能力。在該電池模性的測試中,發現這種複合材料具有良好的電容量,並可以進行超過200次的循環。

研究人員表示,這項工作可以提供一條回收廚餘的途徑,將其轉變為有價值的工業產品。

資料來源:Spacedaily

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