中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：玉米蛋白與常用塑料材料結(jié)合可制成一種保護(hù)性隔膜，顯著提升紐扣型鋰硫電池的性能。
一項(xiàng)新研究顯示，玉米蛋白可用于提高鋰硫電池性能，這一發(fā)現(xiàn)有望推動(dòng)高能量、重量輕的鋰硫電池在電動(dòng)汽車(chē)、可再生能源儲(chǔ)能等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。
鋰硫電池被視為鋰離子電池的潛在替代方案，理論上可以存儲(chǔ)更多能量，應(yīng)用于汽車(chē)或飛機(jī)時(shí)可大幅減小電池體積和重量。此外，鋰硫電池的陰極材料是豐富、廉價(jià)且無(wú)毒的硫元素，相較于含有毒重金屬（如鈷或鎳）的金屬氧化物陰極，更具環(huán)保優(yōu)勢(shì)。
然而，鋰硫電池面臨兩個(gè)主要問(wèn)題：一是“穿梭效應(yīng)”，即電池中的硫會(huì)滲透至液態(tài)電解質(zhì)并遷移至鋰端，導(dǎo)致電池迅速失效；二是鋰電極上會(huì)生長(zhǎng)出金屬鋰枝晶，可能引發(fā)短路。這使其商業(yè)化應(yīng)用受限。
美國(guó)華盛頓州立大學(xué)的研究人員近期在《電源雜志》期刊上發(fā)表論文說(shuō)，他們將玉米蛋白與常用塑料材料結(jié)合制成一種保護(hù)性隔膜，顯著提升了紐扣型鋰硫電池的性能。
研究人員稱(chēng)，玉米蛋白是非常理想的電池材料，因?yàn)樗哂袃?chǔ)量豐富、可持續(xù)等優(yōu)點(diǎn)。玉米蛋白由氨基酸構(gòu)成，這些氨基酸與電池材料發(fā)生反應(yīng)，改善了鋰離子的遷移能力，并抑制了穿梭效應(yīng)。由于蛋白質(zhì)天然結(jié)構(gòu)是折疊的，通過(guò)加入少量柔性塑料使其展開(kāi)，從而增強(qiáng)其性能。研究發(fā)現(xiàn)，這種電池在500個(gè)充放電周期后仍能保持電量，性能明顯優(yōu)于沒(méi)有使用玉米蛋白隔膜的電池。
研究人員通過(guò)數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)研究，驗(yàn)證了電池的運(yùn)行效果。目前他們正進(jìn)一步研究該過(guò)程的作用機(jī)理，探究哪些氨基酸起到關(guān)鍵作用，以及如何優(yōu)化蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)。研究團(tuán)隊(duì)希望與產(chǎn)業(yè)界合作，開(kāi)展更大規(guī)模的實(shí)驗(yàn)性電池研究，推動(dòng)該工藝的產(chǎn)業(yè)化。
