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美科學(xué)家利用M13病毒出環(huán)境友好型高功率鋰離子電池
最近更新時(shí)間：2013-9-27
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美科學(xué)家利用M13病毒出環(huán)境友好型高功率鋰離子電池
無(wú)定形磷酸鐵在納米尺度下為一種有用的電池材料，美科學(xué)家利用顯微鏡對(duì)海量病毒DNA進(jìn)行掃描，選定長(zhǎng)為880納米的M13病毒進(jìn)行基因編程，使其表面可以生長(zhǎng)出作為電極的無(wú)定形磷酸鐵......
美國(guó)麻省理工學(xué)院科學(xué)家利用病毒了一種環(huán)境友好型高功率鋰離子電池，這種電池將來(lái)可望用于便攜式電子裝置和混合動(dòng)力汽車(chē)中。
科學(xué)家在4月2日的《科學(xué)》在線發(fā)表文章介紹說(shuō)，他們首先將長(zhǎng)條狀的M13病毒進(jìn)行基因編程，使其表面可以生長(zhǎng)出作為電極的無(wú)定形磷酸鐵。無(wú)定形磷酸鐵一般來(lái)說(shuō)并非良好的導(dǎo)體，但它在納米尺度下則成為一種有用的電池材料。這些病毒的末端被設(shè)計(jì)成與碳納米管連接，從而形成一種可在電池內(nèi)增進(jìn)導(dǎo)電性能的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
科學(xué)家們利用顯微鏡對(duì)數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的病毒DNA進(jìn)行掃描后，選定了M13病毒。這種病毒長(zhǎng)度為880納米，是一種非常簡(jiǎn)單且容易操控的病毒，對(duì)人體無(wú)害。
研究人員發(fā)現(xiàn)，這種與碳納米管“綁定”的轉(zhuǎn)基因病毒可以使磷酸鐵電極的充放電率與目前zui的結(jié)晶狀磷酸鋰鐵電極相媲美。這種“病毒電池”可以充放電至少100次而不損失電容，盡管與磷酸鋰鐵電池仍有差距，但后者價(jià)格昂貴而且有毒，而“病毒電池”的優(yōu)點(diǎn)顯而易見(jiàn)：可以在室溫或室溫以下制備，不需要有害的有機(jī)溶劑，電池內(nèi)部的物質(zhì)也無(wú)毒。
領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究的安杰拉·貝爾徹說(shuō)，他們下一步計(jì)劃利用可產(chǎn)生更高電容、電壓的物質(zhì)如磷酸錳、磷酸鎳等，開(kāi)發(fā)性能更好的電池，并期待相關(guān)技術(shù)可以盡早進(jìn)入商業(yè)應(yīng)用階段。