來源:科技日報
2023-03-15 09:10:03
原標題:蟹殼可用于制造新的電池材料
來源:科技日報
原標題:蟹殼可用于制造新的電池材料
來源:科技日報
科技日報北京3月14日電 (記者張佳欣)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(yī)科大學和日本九州工業(yè)大學研究人員不是簡單地把它們?nèi)拥簦菍⑦@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(fā)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(shù)日常移動設(shè)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(shù)量有限,一些研究人員將注意力轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(jié)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(jié)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(jié)構(gòu)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(fā)現(xiàn)這兩種復合材料都具有良好的容量,可持續(xù)至少200次循環(huán)。
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