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    鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源

    研究人員利用蛋白質研發有機電池 或取代鋰電池

    2021-04-26 ryder

    據外媒報道,蛋白質有利于肌肉生長,卻也可以幫助構建可繼續的有機電池,有朝一日,此種電池可能會成為傳統鋰電池的替代品,而且不會帶來安全性和環境問題。如今,研究人員通過利用合成的多肽(構成蛋白質的物質)和其他聚合物,邁出了為此類電池構建電極的第一步。


    參與該項目的博士生TanNguyen表示:“目前,電池范疇的趨勢是研究電子要怎么樣在聚合物網絡中傳輸,而多肽的美好之處在于,我們可以在不改變主鏈幾何狀態或者結構緊要部分的情況下,以3D方式控制側鏈上的化學成分,然后可以系統研究,改變側鏈不同方面會帶來什么影響。”


    目前的鋰電池會對環境造成危害,而由于回收的成本高于加工的成本,往往廢棄的鋰電池都堆積在垃圾填埋場。目前,依然沒有安全的辦法可以解決此類電池,但是倘若研發出以蛋白質為基礎的有機電池就可以改變此種情況。


    領導該研究小組的德克薩斯州農工大學(TexasA&MUniversity)KarenWooley博士表示:“肽鏈上的酰胺鍵非常穩定,因而也非常耐用,可以在分析回收時被觸發。”因而認為多肽最終可用于存儲電能的流動電池等范疇。此外,采用此種類似蛋白質的結構,能夠構建自然界中已經存在的、能夠有效傳輸電子的蛋白質的架構,從而優化該特性以控制電池性能。


    研究人員采用炭黑復合材料制成的電極構建了該系統,構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(負極)的基質上,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使用,如生物傳感器等。


    目前,Nguyen已經合成了幾種不同構造的聚合物,用于研究它們的電化學特性,以便用于有機電池。倘若找到適宜的聚合物,有望提升電池的容量,或可用于電動車。雖然有機電池在實現商業化之前,還要進行很長時間的研究,但是蛋白質能夠供應靈活且多樣的結構,有望為更安全的環境、可繼續的能源存儲供應廣闊的潛力。

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