I gusci di granchio possono sembrare solo un residuo fastidioso per chiunque abbia mai gustato cosce di granchio o code di aragosta fresche. Tuttavia, i ricercatori hanno scoperto che questi gusci possono essere trasformati in materiali porosi e pieni di carbonio con un’ampia varietà di usi. In particolare, un gruppo di ricercatori ha utilizzato questo “granchio di carbonio” per creare materiali anodici per le batterie agli ioni di sodio. Le batterie agli ioni di litio hanno alimentato telefoni, automobili e persino spazzolini da denti negli ultimi anni, ma poiché la quantità di litio metallico nel mondo è limitata, i ricercatori hanno rivolto la loro attenzione ai suoi “cugini chimici”. In precedenza, i ricercatori hanno creato una batteria biodegradabile agli ioni di zinco utilizzando la chitina presente nei gusci dei granchi. Ma i gusci possono anche essere trasformati in “carbonio duro”, un materiale che è stato studiato come possibile anodo per le batterie agli ioni di sodio. Sebbene chimicamente simili al litio, gli ioni di sodio sono più grandi e quindi incompatibili con l’anodo di una batteria agli ioni di litio, che di solito è fatto di grafite. Tuttavia, quando il carbonio duro viene combinato con materiali semiconduttori metallici, come i dicalcogenuri di metalli di transizione (TMD), il materiale può diventare un anodo per batterie fattibile.
Il granchio di carbonio
Per creare il “carbonio di granchio”, i ricercatori hanno riscaldato i gusci di granchio a temperature superiori a 1.000 F e poi aggiunto il carbonio a una soluzione di solfuro di stagno (SnS2) o di solfuro di ferro (FeS2). Successivamente, li hanno essiccati per formare gli anodi. La struttura porosa e fibrosa del carbone di guscio di granchio ha fornito un’ampia superficie, che ha migliorato la conduttività del materiale e la capacità di trasportare ioni in modo efficiente. Il team ha testato i compositi in una batteria modello e ha scoperto che entrambi i compositi avevano buone capacità e potevano durare per almeno 200 cicli. I ricercatori affermano che questo lavoro potrebbe fornire una via per riciclare altri rifiuti e contribuire allo sviluppo di tecnologie per batterie più sostenibili. In conclusione, la ricerca sulle batterie sta cercando di trovare soluzioni alternative alla limitata quantità di litio metallico nel mondo. Un esempio è rappresentato dallo studio del “granchio di carbonio” come possibile anodo per le batterie agli ioni di sodio. La struttura porosa e fibrosa del materiale, insieme alla sua capacità di trasportare ioni in modo efficiente, lo rende un’ottima alternativa per lo sviluppo di tecnologie per batterie più sostenibili. Inoltre, questo lavoro potrebbe fornire una via per riciclare altri rifiuti e contribuire allo sviluppo di tecnologie per batterie più sostenibili.
