德克萨斯农工大学一支研究团队利用天然聚合物开发出一种可生物降解的电池，该成果发表于《美国国家科学院院刊》（PNAS）。团队成员包括杰出化学教授凯伦・伍利博士和化学工程教授乔迪・卢特肯豪斯博士。
过去15年，伍利在文理学院的研究小组一直致力于用天然产品构建可持续和可降解的塑料材料，工程学院负责研究的副院长卢特肯豪斯则一直利用有机材料设计更好的电池。她提议合作，将伍利的天然聚合物与自身电池专业知识相结合。卢特肯豪斯称，团队长期以来对更安全、更灵活的电池材料感兴趣，伍利实验室开发天然来源聚合物为性能良好且可安全消失的电池打开了新大门。
这种新材料由自然界中的两种关键成分制成，即核黄素（维生素B2）和L-谷氨酸（有助于人体蛋白质合成的氨基酸）。这些成分由应届博士毕业生李世国发现，他旨在提高有机聚合物电池中生物可再生构件含量，开发出将分子构件连接成多肽链状结构的合成方法。该材料具有氧化还原活性，可获得和失去电子，这正是电池储存和释放能量的方式，其中核黄素负责处理能量，多肽提供结构并帮助材料自然分解。
与传统依赖金属和石化产品的锂离子电池不同，这种新材料完全来自可再生生物资源，能在接触水或酶时安全降解，是减少电池浪费的有前景方案，尤其在电池无法妥善回收的情况下。伍利表示，即便人们努力回收电池，若没有积极收集处理，电池也应能自然分解并释放无毒降解产物。
实验室测试表明，该材料适合用作电池阳极，且对成纤维细胞无毒。伍利称，若材料用于植入式或可穿戴设备，细胞相容性可能很重要。卢特肯豪斯表示，考虑到材料天然来源，其性能结果令人鼓舞，该材料电化学行为与合成非可持续聚合物材料相当，表明不必为可持续性牺牲性能。
研究人员称，这种以终为始的设计理念是构建更可持续未来的关键，材料被设计为循环经济的一部分，可重复利用、回收利用或安全回归自然。伍利称，实验室生产的每一种合成材料都有实现功能和目的的阶段，能进行物理和化学转化，极端情况下电池甚至可食用。
目前，团队正致力于提高材料性能并降低成本，当前制造材料的化学工艺成本过高，无法用于商业用途。伍利称，提高绩效并开发盈利流程可能需要5到10年。
研究人员还表示，该项目中德克萨斯A&M大学不同学科间的合作令人兴奋。伍利称，作为化学家，最激动的时刻是卢特肯豪斯教授的实验室证明材料可制成可用电池系统，证实了策略有望推进。卢特肯豪斯补充道，看到材料组合成可用电池是重要里程碑，验证了概念并为未来发展指明方向。
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