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有機(jī)電池研發(fā)或取代鋰離子電池

作者: | 發(fā)布日期: 2019 年 09 月 24 日 10:40 | 分類: 產(chǎn)業(yè)資訊

據(jù)外媒報(bào)道,蛋白質(zhì)有利于肌肉生長,卻也可以幫助構(gòu)建可持續(xù)的有機(jī)電池,有朝一日,此種電池可能會(huì)成為傳統(tǒng)鋰離子電池的替代品,而且不會(huì)帶來安全性和環(huán)境問題。如今,研究人員通過利用合成的多肽(構(gòu)成蛋白質(zhì)的物質(zhì))和其他聚合物,邁出了為此類電池構(gòu)建電極的第一步。

參與該項(xiàng)目的博士生Tan Nguyen表示:“目前,電池領(lǐng)域的趨勢(shì)是研究電子如何在聚合物網(wǎng)絡(luò)中傳輸,而多肽的美妙之處在于,我們可以在不改變主鏈幾何狀態(tài)或者結(jié)構(gòu)主要部分的情況下,以3D方式控制側(cè)鏈上的化學(xué)成分,然后可以系統(tǒng)研究,改變側(cè)鏈不同方面會(huì)帶來什么影響?!?/p>

目前的鋰離子電池會(huì)對(duì)環(huán)境造成危害,而由于回收的成本高于生產(chǎn)的成本,往往廢棄的鋰離子電池都堆積在垃圾填埋場(chǎng)。目前,仍然沒有安全的方法可以處理此類電池,但是如果研發(fā)出以蛋白質(zhì)為基礎(chǔ)的有機(jī)電池就可以改變此種情況。

領(lǐng)導(dǎo)該研究小組的德克薩斯州農(nóng)工大學(xué)(Texas A&M University)Karen Wooley博士表示:“肽鏈上的酰胺鍵非常穩(wěn)定,因而也非常耐用,可以在分解回收時(shí)被觸發(fā)?!币蚨J(rèn)為多肽最終可用于存儲(chǔ)電能的流動(dòng)電池等領(lǐng)域。此外,采用此種類似蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu),能夠構(gòu)建自然界中已經(jīng)存在的、能夠有效傳輸電子的蛋白質(zhì)的架構(gòu),從而優(yōu)化該特性以控制電池性能。

研究人員采用炭黑復(fù)合材料制成的電極構(gòu)建了該系統(tǒng),構(gòu)建了含有芐基紫精或四甲基***氧化物(TEMPO)的多肽。他們將芐基紫精連接至陽極(負(fù)極)的基質(zhì)上,使用含有TEMPO的多肽作為陰極(正極)。制成的電池適用于低能耗應(yīng)用,如生物傳感器等。

目前,Nguyen已經(jīng)合成了幾種不同構(gòu)造的聚合物,用于研究它們的電化學(xué)特性,以便用于有機(jī)電池。如果找到合適的聚合物,有望提升電池的容量,或可用于電動(dòng)汽車。雖然有機(jī)電池在實(shí)現(xiàn)商業(yè)化之前,還需要進(jìn)行很長時(shí)間的研究,但是蛋白質(zhì)能夠提供靈活且多樣的結(jié)構(gòu),有望為更安全的環(huán)境、可持續(xù)的能源存儲(chǔ)提供廣闊的潛力。

來源: 蓋世汽車網(wǎng)

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