螃蟹和龙虾壳可用于制造可再生电池

研究表明，科学家们希望使用在螃蟹和龙虾壳中发现的一种化学物质来使电池更具可持续性。

“我们认为材料的生物降解性或环境影响以及电池的性能对于具有商业化潜力的产品都很重要，”——美国马里兰大学材料创新中心主任。该论文发表在《物质》杂志上。

随着世界转向部署绿色能源解决方案和电动汽车，用于此类技术的电池也需要环保。

但锂离子等传统电池中使用的化学物质可能需要数百年或数千年才能分解。这些化学品通常也具有腐蚀性和易燃性。在某些情况下，消费电子产品的电池会在飞机上起火，或者在废物和回收站引起火灾。

马里兰州的研究人员开发了一种电池，该电池使用一种来自甲壳类动物壳的产品来储存能量。

螃蟹、虾和龙虾等甲壳类动物的外骨骼由含有几丁质的细胞组成，甲壳素是一种多糖，使它们的外壳坚硬且具有抵抗力。这种有价值的材料在自然界中含量丰富，也可以在真菌和昆虫中找到，但通常作为餐馆的食物垃圾和食品工业的副产品被丢弃。长期以来，科学家们一直在研究它的各种应用——例如在生物医学工程中，用于伤口敷料和抗炎治疗——现在是电气工程。

通过化学处理和添加醋酸水溶液，甲壳素最终可以合成为坚固的凝胶膜，用作电池的电解质。电解质是电池内的液体、糊状物或凝胶，可帮助离子（带电分子）在电池的一端和另一端之间移动，从而存储能量。

通过将这种壳聚糖电解质与锌（一种越来越多地用于制造廉价和安全电池的天然金属）结合，胡的团队能够制造出一种可再生电池。

即使在 1,000 次电池循环（约 400 小时）后，电池的能效仍然为 99.7%。这意味着它们可以快速充电和放电，而不会显着影响其性能。电池在高电流密度下运行并非易事。所显示的性能表明了壳聚糖基材料在这项工作中的优点。

电池不易燃，三分之二的壳聚糖电池可以在短短五个月内通过微生物降解在土壤中分解，留下可回收的锌。西班牙卡塔赫纳大学能源生产材料科学教授安东尼奥·J·费尔南德斯·罗梅罗（Antonio J Fernández Romero）没有参与这项研究，但他说这些都是“杰出的特性”。

他认为：“尊重环境、价格便宜、放电容量大的新型电池设计，是未来几年必须开发的更重要的项目之一。” 他补充说，生物降解性是关键，在这个水平上，该系统似乎工作得很好，但必须在更大规模和商业使用条件下进行测试。

该设计可能为开发用于绿色储能的高性能和可持续电池铺平道路。