据物理学家组织网报道,纽约市立大学、莱斯大学和美国陆军研究实验室的研究人员合作开发出一种无毒环保型锂离子电池。这种“绿色”电池中,从茜草植物根中提取的染料茜素替代了电极中常用的钴。相关研究成果已发表在《自然》杂志上。
茜素是一种天然蒽醌类染料,早在3500年前就在中亚、埃及、欧洲和中国被用作红色染料。1826年,法国化学家皮埃尔·让确认茜草根含有两种染料:茜素红及红紫素(羟基茜素)。如今,这种天然植物染料被用于制备新型“绿色”电池。
莱斯大学机械工程及材料科学系教授雷迪博士指出,传统锂离子电池电极依赖于开采有限的金属矿石,如钴,而钴的开采过程对环境造成严重破坏。相比之下,茜素及其衍生物红紫素具有独特的分子结构:其六元芳环含有丰富的羰基和羟基,这些官能团善于传递电子,并能与锂离子高效结合,从而表现出优异的电化学性能。
纽约市立大学化学教授乔治·约翰表示,天然成分红紫素及其类似物具有制作电池电极的理想特性。此外,茜草等生物质作物在生长过程中会吸收二氧化碳,且新型锂电池废弃时不含有毒成分,因此更加环保。研究小组估计,这种“绿色”锂离子电池有望在数年内实现商业化。