蟹殼可用于制造新的電池材料

品嘗過新鮮蟹腿的人都知道，蟹殼到底有多么堅硬。但山東第一醫科大學和日本九州工業大學研究人員不是簡單地把它們扔掉，而是將這些殼“升級”成具有廣泛用途的多孔、碳填充材料。他們在最新一期《ACS Omega》雜志上發表報告稱，利用這種“蟹碳”制造了鈉離子電池的陽極材料，這將是鋰電子化學的一個極具競爭力的對手。

近年來，鋰離子電池在大多數日常移動設備中無處不在，為手機、汽車甚至牙刷提供動力。但由于世界上鋰金屬的數量有限，一些研究人員將注意力轉向了它的“化學表親”。

此前，研究人員利用蟹殼中的甲殼素制造了一種可生物降解的鋅離子電池。但這些被廢棄的殼也可轉化為“硬碳”，這種材料已被探索用作鈉離子電池的可能的陽極。當硬碳與過渡金屬二硫化物（TMD）等金屬半導體材料結合時，該材料可用作電池陽極。

雖然鈉離子在化學上類似于鋰，但鈉離子更大，與鋰離子電池的陽極不兼容。研究人員探索了如何將兩種不同的TMD——硫化錫和硫化鐵與蟹殼制成的硬碳結合起來，制成可行的鈉離子電池陽極。

為了制造“蟹碳”，研究人員將蟹殼加熱到540℃以上，將碳加入硫化錫或硫化鐵的溶液中，然后將它們干燥以形成陽極。“蟹碳”的多孔纖維結構提供了較大的表面積，增強了材料的導電性和高效傳輸離子的能力。

當在模型電池中進行測試時，研究小組發現這兩種復合材料都具有良好的容量，可持續至少200次循環。

◎ 來源|科技日報