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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(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(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)。

來源：科技日報

作者：張佳欣

責任編輯：馮崢

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