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无金属电池了解下?美国新发明可在酸性溶液中降解并回收再利用

2021-05-16| 发布者: 武邑百科网| 查看: 144| 评论: 3|来源:互联网

摘要: 财联社(上海,编辑黄君芝)讯,随着全球都在向可再生能源转型、如今的金属锂电池也的确提供了诸多便捷,但...
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财联社(上海,编辑 黄君芝)讯,随着全球都在向可再生能源转型、如今的金属锂电池也的确提供了诸多便捷,但它们本身也存在可持续性问题。因此,科学家们也一直在研究更环保的替代化学制品。

德州农工大学(Texas A&M University)的一个团队刚刚提出了一个有趣的候选方案,展示了一种不含金属的电池,可以放在酸性溶液中按需降解。

对电子设备和电动汽车日益增长的需求意味着对锂离子电池的需求也在增加,而锂离子电池依赖于一些难以获取的重金属。例如,钴受到涉及非洲童工采矿行为的道德问题困扰,以及环境退化和水供应污染的困扰。此外,在电池寿命结束时,很难分离和回收这些材料。

该研究的作者Jodie Lutkenhaus博士说,“目前锂离子电池的最大问题是,它们的回收程度没有达到我们未来电气化运输经济所需要的程度。现在锂离子电池的回收率只有个位数。锂离子电池中有很有价值的材料,但回收起来非常困难,而且能耗很大。”

这些问题促使Lutkenhaus等研究人员研究无金属电池架构,IBM开发的盐水原型电池就是一个明显的例子。德州农工大学的科学家们使用了具有电化学活性的氨基酸链——称为氧化还原活性多肽,来构建电池的两个电极,在设备充电和放电时来回传递能量。

在测试中,这种有机电池满足了几个重要的条件。首先,这些电极在操作过程中发挥着活性材料的作用,并能始终保持稳定。然后,这些成分可以通过酸性条件被降解,留下的是氨基酸和其他良性降解产物,以便重新使用或在环境中无害地溶解。

研究人员指出,“通过摆脱锂并使用这些多肽(蛋白质的组成部分),它真正把我们带入了这样一个领域,不仅避免了开采贵金属的需要,而且为可穿戴或植入式电子设备的供电打开了机会,也使新电池容易被回收。它们(多肽电池)是可降解的,它们是可回收的,它们是无毒的,它们在各个方面都更安全。”

虽然这项研究还处于早期阶段,但科学家们认为这是发展可持续电池的第一步,他们现在正在寻求借助机器学习进一步改进设计。该研究成果已于本月5日被发表在了著名科学期刊《自然》杂志上。



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