2022
09/26
相关创新主体

创新背景

电动汽车是保护地球气候的一个重要组成部分,但并不能解决所有的问题:驱动这些滚动的可持续性解决方案的电池本身并不总是可持续的。广泛用于锂离子电池的聚丙烯和聚碳酸酯分离器需要数百年或数千年才能降解。

目前的电池使用一种通常易燃或腐蚀性的电解质,在电池内带正电和负电的终端之间来回穿梭离子,提供电流。大量的电池被生产和消耗,增加了产生环境问题的可能性。

 

创新过程

马里兰大学的科学家们用一种意想不到的来源——蟹壳——的生物可降解电解质创造了一种锌电池。这种新电池可以用于存储来自大规模风能和太阳能的可再生能源,它使用了一种凝胶电解质,由一种生物材料和许多天然来源制成,称为壳聚糖。

 

 

壳聚糖最丰富的来源是甲壳类动物的外骨骼,包括螃蟹、虾和龙虾,可以很容易地从海鲜垃圾中获得。

 

 

生物可降解电解质意味着大约三分之二的电池可以被微生物分解,而壳聚糖电解质可以在5个月内完全分解。这就剩下了金属成分,在这种情况下是锌,而不是铅或锂。

 

创新关键点

马里兰大学的科学家们用一种意想不到的来源——蟹壳——的生物可降解电解质创造了一种锌电池。这种新电池可以用于存储来自大规模风能和太阳能的可再生能源,它使用了一种凝胶电解质,由一种生物材料和许多天然来源制成,称为壳聚糖。

 

创新价值

锌在地壳中比锂更丰富,一般来说,开发完善的锌电池更便宜、更安全。
研究人员表示,这种锌和壳聚糖电池在1000次电池循环后的能源效率为99.7%,使其成为储存风能和太阳能产生的能量并将其转移到电网的可行选择。

 

Innovative Use of Chitosan in Crab Shells to Develop Sustainable 'Crab shell Batteries'

Scientists at the University of Maryland have created a zinc battery using biodegradable electrolytes from an unexpected source: crab shells. The new battery, which can be used to store renewable energy from large-scale wind and solar power, uses a gel electrolyte made from a biomaterial and many natural sources, called chitosan.

The most abundant source of chitosan is the exoskeleton of crustaceans, including crabs, shrimp, and lobsters, which can be easily obtained from seafood waste.

Biodegradable electrolytes mean that about two-thirds of the battery can be broken down by microbes, whereas chitosan electrolytes can be completely broken down within five months. That leaves a metallic component, in this case zinc, rather than lead or lithium.

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