由麻省理工（MIT）領(lǐng)銜的科學(xué)家研究團(tuán)隊(duì)提出，來(lái)自蝦殼廢料，富含碳和氮的幾丁質(zhì)材料可能用于為釩氧化還原液流電池和其他儲(chǔ)能技術(shù)生產(chǎn)可持續(xù)的電極。

從電池供應(yīng)鏈中消除稀有、昂貴或有問(wèn)題的材料，是全世界研究人員都在努力追求的一個(gè)重要目標(biāo)。

當(dāng)涉及到要通過(guò)固定式儲(chǔ)能來(lái)平衡間歇性可再生能源的電力供應(yīng)時(shí)，電池的物理尺寸相對(duì)而言并不重要這一事實(shí)在材料選擇方面開(kāi)辟了更多可能性。氧化還原液流電池是已經(jīng)有商業(yè)化應(yīng)用的電池化學(xué)結(jié)構(gòu)之一，在市場(chǎng)具有競(jìng)爭(zhēng)力。與像許多競(jìng)爭(zhēng)性解決方法相同，液流電池通常都有一個(gè)碳電極。由MIT科學(xué)家?guī)ьI(lǐng)的團(tuán)隊(duì)一直在研究這種碳的替代材料來(lái)源，重要考慮如何變廢為寶。這個(gè)研究小組聲稱(chēng)已經(jīng)用幾丁質(zhì)制造出一種釩氧化還原液流電池。幾丁質(zhì)被描述為一種“類(lèi)似于纖維素的多糖，存在于甲殼類(lèi)和昆蟲(chóng)的外骨骼中”。在期刊《ACSSustainableChemistryEngineering》上發(fā)表的論文《探索用于釩氧化還原液流電池的生物質(zhì)衍生活性炭》中，研究者對(duì)基于幾丁質(zhì)電極的釩液流電池進(jìn)行了描述。

氮元素

撰文者之一的MIT化學(xué)工程師FranciscoMartin-Martinez認(rèn)為：“顯然，碳電極可以實(shí)現(xiàn)更好的性能，但是這個(gè)項(xiàng)目的關(guān)鍵在于用廢料生產(chǎn)這種電極，在這個(gè)案例中指的是來(lái)自蝦殼中的幾丁質(zhì)?！彼a(bǔ)充說(shuō)，由于碳電極通常是合成生產(chǎn)的，因此這種前體材料的低成本和可持續(xù)性使其成為有吸引力的電極選擇。

研究人員對(duì)基于幾丁質(zhì)的電極感興趣的另一個(gè)原因是，這種材料既包含氮又包含碳。氮元素被摻入電極結(jié)構(gòu)中，并被發(fā)現(xiàn)有助于釩離子之間的電子轉(zhuǎn)移，從而改善電池性能。

該研究小組表示，將繼續(xù)研究基于生物質(zhì)的材料在能源領(lǐng)域的用途，這種幾丁質(zhì)電極也可能適用于包括海水淡化和超級(jí)電容器設(shè)備在內(nèi)的應(yīng)用。