變廢為寶！蟹殼“變身”鈉電陽極：性能更好且更便宜

隨著對可再生能源和電動汽車需求的不斷增加，人類對儲能電池的需求也“水漲船高”，但支撐這些可持續性解決方案背后的電池并不總是可持續的。于是，科學家們開始在原材料方面另辟蹊徑，例如蟹殼。

目前主要的研究都集中在殼聚糖上，它是甲殼素的衍生物。甲殼素有很多來源，包括真菌的細胞壁、甲殼類動物的外骨骼和烏賊的殼。據悉，殼聚糖最豐富的來源是甲殼類動物的外骨骼，包括螃蟹、蝦和龍蝦，可以很容易地從海鮮廢物中獲得，甚至你的餐桌上就有。

不過，一組來自日本和中國的科學家團隊近期還發現，蟹殼可以被回收制成硬碳，并作為鈉基可充電電池電路的關鍵部分。最新研究成果已于近期發表在了美國化學學會ACS Omega雜志上。

近年來，鈉離子在電池研究領域愈發受到關注，因為它提供了一種更可持續的替代方案，取代了那些以鋰為基礎的化學物質，鋰的儲量相對稀少且開采成本昂貴。相比之下，鈉儲量豐富，理論容量高，研究表明，它可以在我們未來的能源存儲需求中發揮更強大的作用，并降低成本。

具體而言，研究人員發現，從外殼中產生的硬碳有可能作為鈉離子電池的陽極。通過將外殼加熱到超過538°C的溫度，他們將外殼變成碳，并將其添加到硫化錫（SnS2）或硫化鐵（FeS2）的溶液中。這就形成了鈉離子電池的陽極。

研究人員解釋稱，雖然鈉離子的化學性質與鋰類似，但鈉離子體積更大，需要不同于通常由石墨制成的陽極配套。而螃蟹的碳提供了多孔的、纖維狀的、大表面積的陽極，增強了導電性和鈉離子的運輸能力。

研究小組發現，在其模型電池中，錫和鐵復合材料都具有至少200次循環的良好充電能力。這無疑是朝著更可持續的電池技術邁出的積極一步。

“這項研究提供了一種利用低成本的廢棄原材料來制造高比能鈉離子電池的有效途徑。”他們說。