玉米蛋白革命！鋰硫電池效能大躍進

華盛頓州立大學研究團隊近期發表一項突破性發現，利用玉米蛋白成功提升鋰硫電池的效能。這項技術突破可望讓這種高能量、輕量化的電池更廣泛應用於電動車與再生能源儲存系統，開啟綠色能源新紀元。

相較於目前主流的鋰離子電池，鋰硫電池不僅重量更輕、能量密度更高，還具備更優異的環保特性。但過去因技術瓶頸導致電池壽命過短，遲遲無法商業化。研究團隊在《Journal of Power Sources》期刊發表的研究成果顯示，結合玉米蛋白與常見塑膠製成的保護層，能讓鈕扣型鋰硫電池的充放電迴圈次數突破500次，效能大幅提升。

「這項研究展示了一種簡單有效的方法來製備功能性隔離膜，」論文通訊作者、機械與材料工程學院教授Katie Zhong表示，「實驗結果令人驚艷！」鋰硫電池被視為鋰離子電池的潛力替代品，理論能量密度更高，若能應用在汽車或飛機上，可大幅減輕電池重量。

鋰硫電池的陰極採用硫元素，不僅儲量豐富、成本低廉且無毒，相較於含鈷、鎳等重金屬的鋰離子電池更環保。然而這種電池存在兩大技術難題：一是「穿梭效應」導致硫成分滲漏至電解液並遷移至鋰極；二是鋰極容易形成枝晶，可能引發短路。

研究團隊創新地將玉米蛋白應用於電池隔離膜塗層，成功解決這兩大難題。「玉米蛋白具有天然、永續且來源充足等優勢，是絕佳的電池材料選擇，」另一位通訊作者Jin Liu教授解釋道。研究團隊發現，蛋白質中的胺基酸能與電池材料產生反應，不僅促進鋰離子傳導，更能有效抑制穿梭效應。

由於蛋白質本身具有複雜的折疊結構，研究人員新增少量柔性塑膠來調整其形態，進一步提升效能。「我們首先需要思考如何『開啟』蛋白質結構，才能有效利用這些分子間作用力，」Liu教授補充說明。

團隊透過數值模擬與實驗雙管齊下驗證技術可行性，目前正深入研究作用機制，希望找出關鍵胺基酸並最佳化蛋白質結構。「蛋白質的結構相當複雜，」Zhong教授指出，「我們需要更多模擬研究來確認哪些胺基酸最能有效解決穿梭效應與枝晶問題。」

這項由研究生Ying Guo、Pedaballi Sireesha和Chenxu Wang主導的研究，未來將尋求產業合作夥伴，進行更大規模的電池測試與製程放大實驗，加速技術商業化程序。

[end]