任何吃過(guò)新鮮蟹腿或龍蝦的人都可以證明，要穿過(guò)它們堅(jiān)硬的殼是多么困難。但是，研究人員并沒(méi)有把它們?nèi)拥簦前堰@些貝殼“升級(jí)循環(huán)”成多孔的、充滿碳的材料，用途廣泛?，F(xiàn)在，據(jù)報(bào)道，一研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)使用這種“螃蟹碳”來(lái)制造鈉離子電池的負(fù)極材料，這是鋰離子電池的一個(gè)積極競(jìng)爭(zhēng)者。

近年來(lái)，鋰離子電池已經(jīng)無(wú)處不在，為手機(jī)、汽車甚至牙刷供電。但由于世界上金屬鋰的數(shù)量有限，一些研究人員將注意力轉(zhuǎn)向了它的“化學(xué)表親”。此前，研究人員利用蟹殼中的幾丁質(zhì)制造了一種可生物降解的鋅離子電池。但這些廢物也可以轉(zhuǎn)化為“硬碳”，這種材料已被探索為鈉離子電池的可能陽(yáng)極。

雖然鈉離子在化學(xué)性質(zhì)上與鋰類似，但鈉離子更大，因此與鋰離子電池的陽(yáng)極(通常由石墨制成)不兼容。當(dāng)硬碳與金屬半導(dǎo)體材料(如過(guò)渡金屬二鹵屬化合物TMDs)結(jié)合時(shí)，該材料可以成為可行的電池陽(yáng)極。因此研究人員想要探索兩種不同的TMD——硫化錫和硫化鐵——如何與螃蟹殼制成的硬碳結(jié)合，制成可行的鈉離子電池陽(yáng)極。

為了制造“螃蟹碳”，研究人員將螃蟹殼加熱到超過(guò)1000華氏度的溫度。然后，他們將碳加入硫化錫或硫化鐵的溶液中，將它們干燥形成陽(yáng)極?！绑π诽肌钡亩嗫桌w維結(jié)構(gòu)提供了一個(gè)極大的表面積，這增強(qiáng)了材料的導(dǎo)電性和有效傳輸離子的能力。

當(dāng)在模型電池中測(cè)試時(shí)，研究小組發(fā)現(xiàn)這兩種復(fù)合材料都具有良好的容量，可以持續(xù)至少200次循環(huán)。他們表示，這項(xiàng)工作可以為其他廢物的升級(jí)循環(huán)提供一條途徑，并有助于開發(fā)更可持續(xù)的電池技術(shù)。