環保電池 蟹殼制造

劉楚薇（蘭州大學）繪圖/扶搖星工作室

電池發電的關鍵是電解質。以鋰電池、銀鋅電池為例，將兩種不同材料分別作為正極和負極浸入電解質中，電池放電時，其負極會發生氧化反應，釋放電子；正極則進行還原反應，接受電子。外電路上，電流由正極流向負極，而離子則通過電解質在電池內部正負極之間定向移動導電。

電解質的選材很豐富，既可以是液體，也可以是糊狀物或凝膠。現在，研究人員找到了做凝膠電解質的新材料——殼聚糖。

鋰電池發電示意圖

以蟹殼為原料，電池電解質不易燃，更為安全。此外，食品行業每年至少產生幾百萬噸的蟹殼、蝦殼廢料。這些廢料通常會被倒在垃圾填埋場或海洋中，對環境破壞大，處理成本也高。蟹殼電池的出現，可以有效解決這些問題。

殼聚糖源于甲殼素，它主要存在于螃蟹、蝦等甲殼類動物的外殼中。研究人員將殼中的甲殼素提取后，進行化學處理，制成凝膠電解質，用在鋅電池中，制成殼聚糖-鋅電解質電池。

基于殼聚糖生物材料的可持續鋅金屬電池示意圖

據統計，這種新型電池使用1000次后，仍能保持99.7%的能效。而且，殼聚糖-鋅電解質埋入土壤5個月就可完全降解，鋅電池的其他成分也可以回收，對環境更加友好。

在地球資源日益緊張的今天，尋找清潔、安全和可持續的能源尤為重要。相信隨著科技的發展，會有更多像蟹殼一樣資源豐富、成本低廉的新型材料為人們所開發利用，改變我們的生活。