你應該要知道的食事
科學家以廢棄蟹殼作為原料，以化學處理和添加乙酸水溶液，使甲殼素最終可以合成膠狀薄膜可當作電解質儲存能量。或是在無氧環境下加熱到700℃持續2小時，洗淨乾燥後取得「蟹碳」再將其與硫化鐵或硫化錫混合，轉化為鈉離子電池的正極。
撰文=蘇柔瑋
隨著全球推動再生能源與電動車浪潮，對於電池的需求逐年飆升，然而傳統電池中經常使用的鋰離子，需要數百、數千年才能被分解，也因地球上能開採的鋰金屬有限，一些研究人員開始轉而研發環境友善的電池技術——材料取自人們餐桌上享用完的剩餘螃蟹腿和龍蝦尾，這些被視為廢棄的堅硬外殼，在科學家眼裡可說是如獲至寶。
甲殼類動物為何能變成鋅電池？
美國馬里蘭大學的研究中，開發出利用蟹殼做出可儲存能量的鋅電池。甲殼類動物具有含甲殼素（又名幾丁質）細胞組成的外骨骼，為一種使外殼變硬且耐磨的多醣類物質。透過化學處理和添加乙酸水溶液，甲殼素最終可以合成膠狀薄膜，並用作電池的電解質儲存能量。
鋅電解質效能高有望儲存風能和太陽能
基於鋅在自然界含量比鋰更豐富，且多用於製造廉價且安全電池的金屬，研究團隊將這種甲殼素電解質與鋅結合在一起，成功創造出可再生電池。在1000次電池循環（約400小時）後，其能量效率仍達到99.7％，意味著在快速充放電的情況下，不會明顯影響性能，也表明能儲存大規模風能和太陽能。
5個月可能在土壤中分解 留下可回收的鋅
馬里蘭大學材料創新中心主任兼該研究論文作者Lianbing Hu表示，「電池在高電流密度下運行並不容易。這次的展示顯現研究中以甲殼素作為基礎材料的優點。」
除此之外，這些電池不易燃燒，因為其中3分之2由甲殼素組成的部分，只需要5個月就可以在土壤中經由微生物分解，留下可回收利用的鋅。
蟹碳擁有高導電性，與硫化鐵或硫化錫混合可轉化為鈉離子電池的正極
同樣以螃蟹作為實驗材料，刊登在《ACS Omega》的一項研究中，將廢棄蟹殼在無氧環境下加熱到700℃持續2小時，洗淨乾燥後取得「蟹碳」（crab carbon），為一種純淨的硬碳來源，再將其與硫化鐵或硫化錫混合，轉化為鈉離子電池的正極。
由於蟹碳的多孔纖維結構特性能提供較大的表面積，增強材質的導電性，並能有效運輸離子，經實驗測試，這款電池至少可進行200次的充放電循環。研究人員表示，這項進展提供一條回收廢物再利用的途徑，並能助開發可再生電池技術一臂之力。
《Gardians》：科學家們長期以來研究螃蟹在不同領域的應用，如生物醫學工程的傷口敷料和抗炎治療，現在用於電機工程。
《Innovation News》：由於鋰離子電池存在金屬供應的不確定性，從而導致價格不可預測，而鈉的含量豐富性將確保價格的穩定性。
《Sigma Earth》：人類每年消耗1萬噸螃蟹，就會產生5萬噸蟹殼廢物，作為再生電池材料，是具成本效益的垃圾掩埋替代方案。
【本文獲數位時代授權刊登，原文標題：螃蟹吃完別亂丟！科學家撿廢棄「蟹殼」當寶，打造新一代再生電池新星】
審稿編輯：林玉婷
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