环保电池 蟹壳制造

刘楚薇（兰州大学）绘图/扶摇星工作室

电池发电的关键是电解质。以锂电池、银锌电池为例，将两种不同材料分别作为正极和负极浸入电解质中，电池放电时，其负极会发生氧化反应，释放电子；正极则进行还原反应，接受电子。外电路上，电流由正极流向负极，而离子则通过电解质在电池内部正负极之间定向移动导电。

电解质的选材很丰富，既可以是液体，也可以是糊状物或凝胶。现在，研究人员找到了做凝胶电解质的新材料——殼聚糖。

锂电池发电示意图

以蟹壳为原料，电池电解质不易燃，更为安全。此外，食品行业每年至少产生几百万吨的蟹壳、虾壳废料。这些废料通常会被倒在垃圾填埋场或海洋中，对环境破坏大，处理成本也高。蟹壳电池的出现，可以有效解决这些问题。

壳聚糖源于甲壳素，它主要存在于螃蟹、虾等甲壳类动物的外壳中。研究人员将壳中的甲壳素提取后，进行化学处理，制成凝胶电解质，用在锌电池中，制成壳聚糖-锌电解质电池。

基于壳聚糖生物材料的可持续锌金属电池示意图

据统计，这种新型电池使用1000次后，仍能保持99.7%的能效。而且，壳聚糖-锌电解质埋入土壤5个月就可完全降解，锌电池的其他成分也可以回收，对环境更加友好。

在地球资源日益紧张的今天，寻找清洁、安全和可持续的能源尤为重要。相信随着科技的发展，会有更多像蟹壳一样资源丰富、成本低廉的新型材料为人们所开发利用，改变我们的生活。