有人说我们正处于“电池时代”。新的、改进的电池，可能比其他任何东西都更能促成了手机、智能设备以及蓬勃发展的电动汽车车队的出现。由清洁能源供电的电网可能很快会依赖服务器农场规模的电池项目，这些项目拥有巨大的存储容量。
但我们的电池并非完美无缺。即使它们有一天能支撑起一个可持续的世界，但如今它们是由不那么可持续的材料制成的。它们依赖于可能需要数百年才能降解的重金属或非有机聚合物。这就是为什么电池的处置如此棘手。
来自马里兰大学和休斯顿大学的研究人员，他们用一种有前途的替代品制造了电池：甲壳类动物的壳。他们采用了一种生物材料，这种材料很容易从我们食用的螃蟹和鱿鱼中获得，并将其制成了一种部分可生物降解的电池。他们于 9 月 1 日在《Matter》杂志上发表了他们的研究结果。
这并非首次用这种材料制造电池。但根据马里兰大学材料科学家、该论文的作者之一梁冰（Liangbing Hu）的说法，这项研究的新颖之处在于其设计。
电池有三个关键组成部分：两个电极和一个称为电解质的导电填充物。简而言之，带电粒子穿过电解质会产生稳定的电流。没有电解质，电池就只是一堆静止的电荷。
如今的电池使用各种各样的电解质，其中很少有东西是你愿意放进嘴里的。一块标准的 AA 电池使用氢氧化钾糊状物，这是一种危险的腐蚀性物质，因此将电池随意丢弃是一个非常糟糕的主意。
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你手机里的可充电电池是完全不同的一种电池：锂离子电池。这些电池可以使用很多年，通常依赖于基于塑料聚合物的电解质，它们毒性没那么大，但仍然需要数百年甚至数千年才能分解。
电池本身，充满了对环境不友好的材料，并非最环保的。它们的制造过程也很少是可持续的，依赖于稀土矿。即使电池可以承受数千次的放电和充电，但每天仍有数千个电池被丢弃。
因此，研究人员正在海洋般的材料中寻找更好的替代品。在这方面，他们开始挖掘甲壳类动物的碎片。从螃蟹、对虾和龙虾中，电池制造者可以提取一种叫做壳聚糖的材料。它是几丁质的衍生物，几丁质构成了甲壳类动物和昆虫的硬质外骨骼。几丁质的来源非常丰富，只需要一个相对简单的化学过程就可以将其转化为壳聚糖。
我们已经将壳聚糖用于许多应用，其中大部分与电池无关。自 20 世纪 80 年代以来，农民一直在他们的作物上撒壳聚糖。它可以促进植物生长，增强它们抵抗真菌侵袭的能力。
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在田野之外，壳聚糖可以去除液体中的颗粒：净水厂使用它来去除饮用水中的沉淀物和杂质，酿酒师则用它来澄清他们的酒。一些绷带上使用了壳聚糖，有助于伤口愈合。
你也可以用壳聚糖凝胶雕刻东西。由于壳聚糖是可生物降解且无毒的，因此它特别适合制造必须进入人体的物品。未来的医院完全有可能使用专门的 3D 打印机将壳聚糖雕刻成用于移植的组织和器官。
现在，研究人员正致力于将壳聚糖用于由锌制成的电极电池中。这些目前主要还处于实验阶段的可充电电池，有一天可能会成为储能系统的支柱。
马里兰大学和休斯顿大学的研究人员并非第一个想到用壳聚糖制造电池的人。大约十年来，世界各地的科学家，从中国到意大利，从马来西亚到伊拉克库尔德斯坦，一直在玩弄螃蟹壳的材料，将其制成复杂的网络结构，带电粒子可以像冒险家一样穿越。
这项新研究的作者在壳聚糖结构中加入了锌离子，这增强了其物理强度。与锌电极结合，这种添加还提高了电池的效率。
这种设计意味着电池的三分之二可生物降解；研究人员发现，电解质在大约五个月内就完全分解了。胡教授说，与传统的电解质及其在垃圾填埋场长达千年的寿命相比，这些电解质几乎没有缺点。
尽管这种设计是为那些实验性的锌电池而设计的，但胡教授认为没有理由认为研究人员不能将其扩展到其他类型的电池——包括你手机中的电池。
现在，胡教授和他的同事们正在继续他们的工作。胡教授说，他们下一步的计划之一是扩大他们的研究范围，超越电解质的范畴——关注电池的其他部分。“我们将更加关注制造完全可生物降解电池的设计，”他说。
