吃過新鮮螃蟹腿或龍蝦尾的人都能證明，要穿過它們堅硬的外殼有多么困難。不過，研究人員并沒有將其扔掉，而是將此類外殼“升級循環(huán)”，制成了多孔、充滿碳且用途廣泛的材料。

蟹殼(圖片來源：美國化學(xué)學(xué)會Omega刊)

據(jù)外媒報道，美國化學(xué)學(xué)會Omega刊報道有一個團隊已經(jīng)采用此種“螃蟹碳”制成了鈉離子電池的陽極材料，而此種電池正是鋰離子電池的一個有力競爭者。

近年來，鋰離子電池已經(jīng)無處不在，為手機、汽車甚至電動牙刷提供動力。不過，因為全球的金屬鋰數(shù)量有限，一些研究人員轉(zhuǎn)為研究鋰的“化學(xué)表親”。此前，已經(jīng)有研究人員采用蟹殼中的幾丁質(zhì)制造了一種可生物降解的鋅離子電池。不過，此類螃蟹廢料也可轉(zhuǎn)化成“硬碳”，一種可用于鈉離子電池的陽極材料。

雖然鈉離子在化學(xué)性質(zhì)上與鋰類似，不過鈉離子更大，因此與鋰離子電池的陽極(通常由石磨制成)并不兼容。但硬碳與金屬半導(dǎo)體材料(如過渡金屬二鹵屬化合物TMD)相結(jié)合時，該材料就可以成為一種電池陽極。因此，研究人員想要探索兩種不同的TMD——硫化錫與硫化鐵，如何與用螃蟹殼制成的硬碳結(jié)合，才能制成可用的鈉離子電池陽極。

為了制造“螃蟹碳”，研究人員先將蟹殼加熱至逾1000華氏度，然后將該碳加入到硫化錫(SnS2)或硫化鐵(FeS2)溶液中，再將其進行干燥處理制成陽極。螃蟹碳的多孔、纖維結(jié)構(gòu)提供了一個很大的表面積，可提升材料的導(dǎo)電性以及有效傳輸離子的能力。

當(dāng)將該陽極放入模型電池中進行測試時，研究團隊發(fā)現(xiàn)這兩種復(fù)合材料都有很高的容量，可以持續(xù)至少200次充放電循環(huán)。研究人員表示，該研究能夠為升級循環(huán)其他廢料提供一個途徑，有助于研發(fā)更具有可持續(xù)性的電池技術(shù)。