原来蘑菇才是最环保最长效的电池材料

原来蘑菇才是最环保，最长效的电池材料

美国加州大学河滨分校(UCRiverside)工程学院的研究人员们发现，波特菇(portabellamushroom)可用于让手机电池的性能与容量免于随时间演进而退化的影响。研究人员利用波特菇制造出新型的锂离子电池阳极，这类波特菇的价格便宜、环保，而且易于生产。相形之下，目前业界标准的可充电锂离子电池阳极一般采取人造石墨，这类人造石墨需要繁琐的净化与准备进程，使得制造本钱较高，而且也对环境有害。随着电动车(EV)与电子产品对电池的需求延续增加，业界正积极寻觅一种便宜且永续的能源来取代石墨。利用生物质(biomass)，从生物或有生命的有机体中获北京国际白癜风医院得可代替石墨的生物材料，由于其中含碳量高、低成本且环保，近来已遭到广泛的关注了。加州大学河滨分校的工程师对利用蘑菇作为生物质能的情势特别感兴趣，由于过去的研究已肯定了这类波特菇具有相当多孔的特性，显示他们有许多小空间可让液体或空气流通。这类孔隙度对电池也十分重要，由于它可为能量的贮存与转换提供更多的空间，可说是改良电池性能的关键。另外，蘑菇中的高钾盐浓度还可活化更多孔隙，使其随时间进展增加电解质活性材料，从而逐步提高性能。传统的阳极让锂离子在前几个周期内完全存取大部分材料，同时，电极也从那时起开始破坏而影响电池容量。波特菇碳阳极技术在优化后可取代石墨阳极，而且还能提供一种无黏合剂与免电流搜集器的方式来制造阳极。“使用这类电池材料，未来的手机电池可望在屡次使用后仍具有高续航力，而不至于随时间的演进而愈来愈少；这是由于在电池充电与放电进程中活化了电池碳架构中的盲孔，”加州大学河滨分校材料科学与工程系研究生BrennanCampbell表示。这项主题为“锂离子电池的生物衍生、无黏合剂、分层多孔阳极研究”(Bio-Derived,Binderless,HierarchicallyPorousCarbonAnodesforLi-ionBatteries)的研究成果已发表在《Scientific北京治疗白癜风Reports》期刊中，作者包括加州大学河滨分校工程学院教授CengizOzkan与MihriOzkan及其学生Campbell、RobertIonescu与ZacharyFavors等人。该校机械工程和材料科学与工程教授CengizOzkan表示，从生物材料衍生而来的碳纳米结构(例如蘑菇)，可望成为取代电池中石墨阳极的绿色、永续替换材料。

图中显示如何将蘑菇转化成为电池阳极材料

纳米带状结构经过热处理后可转变成为互连的多孔络结构，这对电池阳极来讲至关重要，由于这类结构具有非常大的表面积，可用于贮存能量，可说是改良电池性能的关键。加州大学河滨分校电子与计算机工程教授MihriOzkan指出，诸如石墨等传统碳材料的问题之一在于通常得同时用酸和碱等化学材料来准备，而其活化进程又很不环保。因此，该校研究团队专注于研究利用大自然的碳材料来制造电池，例如采取波特菇的菌伞表皮。根据统计，2020年之前预计全球将打造近6百万辆电动车，这大约需要90万吨石墨原材料来制造电池阳极。但是，目前必须使用氢氟酸和硫酸等刺激性的化学材料来处理石墨，进程中可能致使大量的有害废物。欧盟(EU)预计未来将不再继续使用这类途径。编译：SusanHong本文授权编译自EETimes，版权所有，谢绝转载