玉米蛋白可提升鋰硫電池性能？

    玉米長期以來被視為主食和農村農業的基本原料，現在在尖端技術方面也顯示出驚人的潛力。華盛頓州立大學的研究人員發現了一種使用玉米蛋白來提高鋰硫電池性能的方法。

    這一突破有助於擴大這些高能量、輕質電池在電動汽車、可再生能源存儲系統和其他應用中的應用。鋰硫電池比廣泛使用的鋰離子電池更輕，更可持續。然而，由於其壽命的挑戰，它們的商業用途並沒有受到限制。事實證明，玉米蛋白可能有助於克服其中的一些障礙。

    鋰硫電池被視為鋰離子電池的潛在替代方案，理論上可以存儲更多能量，應用於汽車或飛機時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、廉價且無毒的硫元素，相較於含有毒重金屬（如鈷或鎳）的金屬氧化物陰極，更具環保優勢。

    然而，鋰硫電池面臨兩個主要問題：一是“穿梭效應”，即電池中的硫會滲透至液態電解質並遷移至鋰端，導致電池迅速失效；二是鋰電極上會生長出金屬鋰枝晶，可能引發短路。這使其商業化應用受限。

    美國華盛頓州立大學的研究人員近期在《電源雜誌》期刊上發表論文說，他們將玉米蛋白與常用塑料材料結合製成一種保護性隔膜，顯著提升了紐扣型鋰硫電池的性能。

    研究人員稱，玉米蛋白是非常理想的電池材料，因為它具有儲量豐富、可持續等優點。玉米蛋白由氨基酸構成，這些氨基酸與電池材料發生反應，改善了鋰離子的遷移能力，並抑制了穿梭效應。由於蛋白質天然結構是折疊的，通過加入少量柔性塑料使其展開，從而增強其性能。研究發現，這種電池在五百個充放電周期後仍能保持電量，性能明顯優於沒有使用玉米蛋白隔膜的電池。

    研究人員通過數值模擬和實驗研究，驗證了電池的運行效果。目前他們正進一步研究該過程的作用機理，探究哪些氨基酸起到關鍵作用，以及如何優化蛋白質結構。研究團隊希望與產業界合作，開展更大規模的實驗性電池研究，推動該工藝的產業化。

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