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病毒也能造电池

2009-07-08

微型计算机·Geek 2009年5期
关键词:负极碳纳米管锂电池

目前市面上使用最广的锂电池在充放电过程中由于内部化学反应的原因,都不可避免地存在高温放热的情况。不过一个研究小组在最近的《科学》杂志网络版上报告的一项研究成果可能会打破这个框架。他们利用病毒研制出了一种可以充电的电池,这个新的研究成果无疑会为电池的生产提供一个新的思路。

大多数的锂电池会将一个锂离子从正极(负电性端)传递到负极(正电性端),而这一过程必须在高温条件下才能够实现。然而美国MIT(又是这家BT的大学)的材料化学家Angela Belcher和她的同事,决定通过生物学过程研制出一种更好的电池。这可不是她哪根筋短路所想出来的,而是符合逻辑的——因为电池中的一些原料,例如磷酸盐和离子均存在于生命系统之中,并且很容易被生物所操控。

科学家们利用显微镜对数以百万计的病毒DNA进行扫描后,选定了M13病毒。这种病毒长度为880纳米,是一种非常简单且容易操控的病毒,对人体无害。研究小组首先利用遗传工程使M13病毒的外壳吸附上三氧化二钴和金,随后将其装配入薄膜中,从而制成一个正极。接下来便是解决负极的问题,这比制造正极更具有挑战性,因为它需要很高的传导性。研究小组利用工程学的方法在M13病毒上积聚了磷酸铁离子,并将其与一个由碳纳米管制成的高传导性网络连接在一起。电子可以迅速地在这一系统中传递,进而增加负极的容量。实际上,Belcher研制的电池与商业应用的锂电池具有相同的性能,同时至少能够充电和放电100次。这一基于病毒的技术将成为生产电池的第一种生物学手段。Belcher强调,除了碳纳米管之外的所有系统都是在室温下制成的,并且只将水作为一种溶剂。最后,当这种电池报废和降解后,它不会留下任何有毒的化学物质。Belcher表示:“这绝对是一种非常清洁的方法”。但是她警告说,这种技术现在尚无法投入商业应用。Belcher表示,由于病毒电池需要与市场现有电池的容量和性能相匹配,因此“需要按比例增加这些原料”以及“需要更进一步地完善其性能”。

虽说这项研究目前还不能投入商业应用,但是它的存在无疑让我们看到了一个美好的未来,至少这玩意儿没啥高温,也不容易爆炸。看看现在一些电子产品由于电池的原因三天两头地爆炸,《Geek》衷心希望它能早日量产。

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