從電池供應(yīng)鏈中消除稀有、昂貴或其他有問題的材料是一個重要的目標(biāo)，全世界的研究人員都在努力工作。
當(dāng)談到需要固定儲能來平衡間歇性可再生能源的能源供應(yīng)時，電池的物理尺寸相對不重要的事實在材料方面開辟了更多的可能性。
氧化還原流電池是競爭的電池化學(xué)已經(jīng)看到了商業(yè)上的應(yīng)用。像許多競爭的解決方案一樣，流電池的典型特征是碳電極，由麻省理工學(xué)院的科學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的一個小組已經(jīng)在研究這種碳的替代材料來源，主要是考慮廢物。
該小組聲稱已經(jīng)用幾丁質(zhì)制造了一個釩氧化還原流動電池，它描述為“多糖，類似于纖維素，發(fā)現(xiàn)于甲殼類動物和昆蟲的外骨骼。”
碳電極上氧化還原反應(yīng)速率的提高是降低全釩氧化還原液流電池（VRFB）成本的重要步驟。生物質(zhì)衍生的活性炭（AC）具有廣闊的前景，因為它們可以消除常規(guī)材料常見的合成后修飾需求。
盡管最初的努力表明這些材料可以增強VRFB的性能，但潛在的廉價原料和合成路線的廣泛選擇導(dǎo)致了具有不同物理，化學(xué)和電化學(xué)性質(zhì)的電催化材料的收集，這對通用設(shè)計原理的發(fā)展提出了挑戰(zhàn)。
在ACS可持續(xù)化學(xué)與工程雜志上發(fā)表的一篇文章中，介紹了一種生物質(zhì)活性炭用于釩氧化還原流動電池的研究進(jìn)展。
研究論文的麻省理工學(xué)院化學(xué)工程師弗朗西斯科·馬丁-馬丁內(nèi)斯說:“顯然，有一些碳電極可以產(chǎn)生更好的性能，但這個項目的關(guān)鍵是從廢料中生產(chǎn)這樣的電極，在這個例子中是從蝦殼中提取甲殼素。”他補充說，由于碳電極通常是綜合生產(chǎn)的，其前身材料的低成本和可持續(xù)性使其成為極具吸引力的電極選擇。
令研究人員感興趣的是，基于甲殼素的電極中含有氮和碳，它們被整合到電極結(jié)構(gòu)中，可以促進(jìn)釩離子之間的電子轉(zhuǎn)移，提高電池性能。
該集團(tuán)表示，他們將繼續(xù)研究生物材料在能源領(lǐng)域的應(yīng)用，其幾丁質(zhì)電極也可能適用于海水淡化和超級電容器設(shè)備。
