吃過新鮮螃蟹腿或龍蝦尾的人都能證明硬毕,要穿過它們堅(jiān)硬的外殼有多么困難丁眼。不過,研究人員并沒有將其扔掉昭殉,而是將此類外殼“升級(jí)循環(huán)”苞七,制成了多孔、充滿碳且用途廣泛的材料挪丢。

蟹殼(圖片來源:美國化學(xué)學(xué)會(huì)Omega刊)
據(jù)外媒報(bào)道蹂风,美國化學(xué)學(xué)會(huì)Omega刊報(bào)道有一個(gè)團(tuán)隊(duì)已經(jīng)采用此種“螃蟹碳”制成了鈉離子電池的陽極材料,而此種電池正是鋰離子電池的一個(gè)有力競爭者乾蓬。
近年來惠啄,鋰離子電池已經(jīng)無處不在,為手機(jī)任内、汽車甚至電動(dòng)牙刷提供動(dòng)力歇盒。不過,因?yàn)槿虻慕饘黉嚁?shù)量有限腐熊,一些研究人員轉(zhuǎn)為研究鋰的“化學(xué)表親”韩丸。此前,已經(jīng)有研究人員采用蟹殼中的幾丁質(zhì)制造了一種可生物降解的鋅離子電池冒瞎。不過查新,此類螃蟹廢料也可轉(zhuǎn)化成“硬碳”,一種可用于鈉離子電池的陽極材料洛怠。
雖然鈉離子在化學(xué)性質(zhì)上與鋰類似批先,不過鈉離子更大息聪,因此與鋰離子電池的陽極(通常由石磨制成)并不兼容。但硬碳與金屬半導(dǎo)體材料(如過渡金屬二鹵屬化合物TMD)相結(jié)合時(shí)囤胯,該材料就可以成為一種電池陽極员研。因此,研究人員想要探索兩種不同的TMD——硫化錫與硫化鐵蚪缚,如何與用螃蟹殼制成的硬碳結(jié)合辽廊,才能制成可用的鈉離子電池陽極。
為了制造“螃蟹碳”官地,研究人員先將蟹殼加熱至逾1000華氏度酿傍,然后將該碳加入到硫化錫(SnS2)或硫化鐵(FeS2)溶液中,再將其進(jìn)行干燥處理制成陽極驱入。螃蟹碳的多孔赤炒、纖維結(jié)構(gòu)提供了一個(gè)很大的表面積,可提升材料的導(dǎo)電性以及有效傳輸離子的能力亏较。
當(dāng)將該陽極放入模型電池中進(jìn)行測(cè)試時(shí)莺褒,研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)這兩種復(fù)合材料都有很高的容量,可以持續(xù)至少200次充放電循環(huán)雪情。研究人員表示遵岩,該研究能夠?yàn)樯?jí)循環(huán)其他廢料提供一個(gè)途徑,有助于研發(fā)更具有可持續(xù)性的電池技術(shù)巡通。