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美科学家利用“病毒”成功打造高性能电池

发布时间:2017-12-03 阅读:

  美国科学家利用“病毒”来制造高性能电池

  \\ u0026在生活中,你可能听说过病毒,而你曾经看过或使用过这种或那种电池,但是当涉及到两者的联系时,我恐怕不知所措,如果有人告诉你,未来还有一种带有病毒的高性能电池,那么你无疑会露出一个非常惊讶的表情。是的,用病毒电池,这不是一部科幻小说,而是有望成为未来市场化的科学研究。根据麻省理工学院发布的消息,该研究所的研究人员首次使用基因工程病毒开发“病毒”电池,研究小组负责人兼大学材料科学家Angela Bell说,新的基因工程病毒电池是不仅可以区分能量存储和动力性能,还可以使用当今市场上用于为混合动力汽车供电的最先进的可充电电池,它们也可用于为许多小型便携式设备供电。锂离子电池中,锂离子通常在由石墨制成的负极和由氧化钴或磷酸铁锂制成的正极之间流动。需要指出的是,新的“病毒”电池并不是说使用基因工程病毒来发电,而是利用它们来制造更为理想的电池正极和负极,从而提升电池性能。早在三年前,一个由Berthe领导的研究小组就发表了一篇文章,指出他们已经开发了一种基因工程病毒,可以通过将自身电镀到氧化钴和金上,或者在自己的阳极上形成纳米线来形成细胞。 Belcher说,在最新的研究工作中,研究小组专注于制造高强度阴极,以便与过去制造的阳极配对。由于阴极必须是快速电极并且具有非常高的导电性,因此阴极比阳极难以制造。事实上,用于制造阴极的大多数材料都属于绝缘体。为了获得高导电性阴极,研究人员包括College Materials Science教授Goldbrand-Seth和化学工程副教授Michael Syltino将基因工程病毒铺在磷酸铁材料上,然后病毒“抓住”碳纳米管,形成高度导电的网络材料。研究人员利用被称为噬菌体的病毒 - 一种能够感染细菌但对人体无害的常见病毒,并且可以识别和附着某些材料(如本研究中的碳纳米管)。利用基因工程噬菌体,人们在磷酸铁纳米线的表面上组装导电的碳纳米管网络。电子沿着碳纳米管网络行进,渗透电极,快速传递能量。研究小组发现,添加碳纳米管后,阴极的重量变化不大,但电导率大大增加。在实验室测试中,使用新型阴极材料的电池已经充电和放电的速度提高了至少100倍,而不会损失其容量。与目前的锂离子电池相比,充电周期略少,但研究人员预计未来新电池的寿命将会延长。目前,新电池的原型为普通纽扣电池。然而,由于新技术,研究人员有能力创造一个轻量级和坚韧的“病毒”电池,以满足各种形状的电池座的需求。此外,生产含有基因工程病毒的新型电池的过程既经济又环保,因为“病毒”细胞在室温或低于室温下合成,而不使用有害的有机溶剂,并用于电池中。材料无毒。不久前,麻省理工学院院长苏珊·霍克菲尔德(Susan Hockfield)在白宫新闻发布会上带来了一个原型电池。在白宫,她与奥巴马总统讨论了政府对先进清洁能源技术的资助。 Belcher说到目前为止,研究人员已经向人们证明他们可以使用基因工程病毒纳米线来安装电池。该小组计划利用磷酸锰和磷酸镍等电压和容量更高的材料开发更好的电池。她表示,一旦下一代“病毒”电池成型,他们将使用新技术将新电池商业化。

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