替代鋰電池 蟹殼可製鋅離子電池

電動車產業的關鍵在於電池,但目前普遍使用的鋰離子電池儲能系統安裝成本高、有著起火風險,其中的聚丙烯和聚碳酸酯隔膜也要花數百或數千年才能被自然分解;美國馬里蘭大學(University of Maryland)研究團隊利用蟹殼,製造出能替代鋰離子電池、可回收又具成本效益的鋅離子電池。

馬里蘭大學材料創新中心主任 Liangbing Hu 表示,論地殼含量的話,鋅顯然比鋰還要更豐富,且鋅離子電池也更便宜更安全;有別於傳統鋰離子電池易燃且帶有腐蝕性的液態電解質,團隊開發出新型安全的凝膠電解質,還利用蟹殼中的殼聚糖製作鋅離子電池的陽極。

圖/123RF

殼聚糖是甲殼素的衍生產品,可以從真菌細胞壁、甲殼類動物的外骨骼和魷魚骨獲得甲殼素,甲殼素更常見於蝦、蟹等海鮮動物的殼,可以說是海鮮料理的廢棄物,基本上不用擔心材料來源。

根據團隊測試,搭配新電解質的鋅離子電池表現良好,除了可以防止晶枝生長,在 50 mAh/cm 高電流密度下,1,000 次充放電循環仍可維持 99.7% 效率。

也因為團隊的環保電池設計,三分之二的電池都可以被微生物分解,而殼聚醣電解質更可以在五個月內被完全分解,之後就能回收剩下來的鋅元素,不過當然,團隊還是希望未來鋅離子電池所有零件都可以被分解。(記者/白水堯)

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