一種為你最愛的牛仔布賦予標誌性色彩的顏料，或許不久將來能為電動車和能源儲存系統提供動力。這種名為靛藍的顏料，已被加拿大康考迪亞大學的研究人員重新利用，證明其不僅僅是用來為布料著色。值得注意的是，這種染料可以用於固態電池中的某些化學反應，可能導致能量密度更高、循環更可靠，並在寒冷的冬季中表現出色。
研究的主要作者、化學與材料工程系的副教授 Xia Li 表示，看到天然分子能夠引導電池化學反應而非干擾，令人倍感興奮。靛藍幫助電池以非常穩定、可預測的方式運作。這對於希望在未來能源系統中使用更環保材料來說是至關重要的。
固態電池使用固體材料而非液體來進行鋰離子運動，因此增強了安全性和能量儲存能力。天然材料是下一代電池（包括有機、鋰離子和固態電池）的關鍵，因為它們在可持續性、成本和靈活設計方面相較於傳統無機金屬具有顯著優勢。然而，整合有機材料的主要挑戰在於這些材料通常與固體組件的相互作用不良，導致過度互動引起不穩定。
與一般做法相反，這項研究發現靛藍與電解質之間的精確控制反應對電池是有利的。它可以存儲和釋放鋰，同時激活固體電解質存儲能量。靛藍染料與固體電解質之間的獨特協作是電池性能的關鍵，增強了整體容量，超出了任一組件單獨的儲存潛力。
此外，這種組合還提供了另一個好處：不僅在室溫下穩定運作，還能在低至零下十攝氏度的條件下正常運行。對於基於有機材料的固態電池而言，在寒冷天氣中實現高容量和可靠性是一項非凡且罕見的成就。研究的第一作者 Qihang Yu 表示，我們的研究代表了該類型電池報告中最強的性能之一。
Yu 在新聞稿中補充說，這表明像靛藍這樣的天然分子可以幫助克服長期存在的兼容性挑戰，並支持更易於獲得和可持續的電池技術。
這項研究還強調了靛藍天然染料作為活性材料和分子催化劑的工作機制，對於家庭電氣化的高效能電池至關重要。此外，來自易於處理來源的有機材料的使用可以簡化供應鏈，降低價格波動，並最終降低電池的潛在製造成本。
研究團隊的即時目標是將這項有前景的技術向現實應用過渡，這涉及到改進電池的內部反應，以保持穩定性，同時在緊湊的體積中儲存更多能量。成功優化電池的能量密度是最終步驟，將使這些高度可持續的有機基固態電池更接近實際的商業應用。研究結果已發表在《自然通訊》期刊上。
