鋰電池的問題仍難解
為了減少全球款暖化，各家車廠早已投入相當的資源在電動車的研發與製造。然而，電動車雖然不像燃油車一樣會排放溫室氣體，但是電池製造生產過程對環境所造成的負擔，卻一直是各界爭辯已久的問題。
鋰電池內部所使用的聚丙烯、聚碳酸酯隔膜，需要花費數百甚至是數千年才能自然分解。此外，勞工人權的議題也同樣受到多方的關注。例如鋰電池內部使用的元素「鈷」，其開採過程不僅造成環境的汙染，勞動力剝削與壓迫等問題，更有待積極地應對。有鑑於此，各界都在想方設法，思考未來是否有其他可以取代鋰電池替代品。
蝦、蟹殼是解決鋰電池環境負擔的救星？
今年 9 月，《Matter》期刊刊登了一篇由美國馬里蘭大學材料研發中心主任 Liangbing Hu 投稿的文章，內容介紹他們研究團隊的成果，被視為未來極有機會取代鋰電池更的替代品：改良版的鋅離子電池。有趣的是，這一顆正在研發的改良版的鋅離子電池，竟然是以餐桌上的蝦、蟹殼作為原料製成！
鋅離子電池較鋰電池更安全，且元素「鋅」的在地殼即可取得，較「鋰」更容易開採，因此成本也較鋰電池更具優勢，但是鋅離子電池的問題在於蓄電效能不如鋰電池佳，因此目前市面上仍以鋰電池為主流。
以一般的原理來說，電池內部的電解質是驅動電離子從負極通往正極循環的關鍵，但是鋰電池內部的電解質大多使用具可燃性、具腐蝕性、難以自然分解的化學物質。然而，Liangbing Hu 的研究團隊卻發現，在鋅離子電池中使用幾丁聚醣（俗稱的甲殼素）作為電解質取代，不僅增加電池自然分解的比例，也能夠提升電池的蓄電效能。
根據該研究團隊的實驗結果，經過五個月時間的觀察，改良版的鋅離子電池內部所使用的幾丁聚醣會自行分解，並留下元素「鋅」，可以回收再利用；這一點就與鋰電池內部使用較不易自然分解的「鉛」、「鋰」元素有極大的差別。
另外，該研究團隊也發現，經過 1,000 次的充電與放電循環，該電池的蓄電效能依然維持在 99.7%，沒有出現明顯的衰退，因此進而推測，海鮮甲殼中的特定元素，可能剛好就是解決過去鋅離子電池蓄電效能不理想的關鍵。
Liangbing Hu 表示，若採用幾丁聚醣作為電解質的方法，電池的三分之二是可以透過微生物自然分解，但是研究團隊的研究腳步仍會持續邁進，達到百分之百可自然分解的目標。
甲殼廢棄物賦予新用途，減輕環境負擔
幾丁聚醣是幾丁質的衍生物質，來源相當多元，包含真菌的細胞壁、甲殼類動物的外骨骼、魷魚的身體，但是主要來於還是以甲殼類動物的外骨骼為主，像是蝦子的尾巴、龍蝦的外殼、螃蟹殼等。重點是這一些甲殼類動物相當容易取得，從你我餐桌上的海鮮廢棄物即能夠唾手可得。
這一項研究結果若能付諸實現，會是一舉兩得；除了前面提到的，能夠解決鋰電池造成環境負擔的問題之外，進而也能夠解決海鮮廢棄物過剩的問題。
根據 2015 年《Nature》期刊刊登的研究，全球每年製造的海鮮甲殼廢棄物高達 600 至 800 萬噸，除了衍生每噸約 100 美元的廢棄物處理費之外，這一些廢棄物不論是丟進海裡或送到掩埋場，處理過程都會間接產生有害的溫室氣體；因此，若賦予這一些甲殼廢棄物新的用途，將有助於減少環境的負擔。
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※本文授權自科技報橘，原文見此。
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