Группа ученых из Массачусетского технологического института (Massachusetts Institute of Technology – MIT) в США под руководством профессора Анджелы Белчер (Angela Belcher) предложили конструировать аккумуляторные батареи при помощи биологических вирусов.
Манипулируя генами бактериального вируса M13 в лабораторных условиях, ученые заставили его построить вокруг себя оболочку из молекул оксида кобальта. Выстроив вирусы в линию, ученые смогли создать нанопроволоку. Из миллионов таких нанопроволок и был построен отрицательный полюс источника тока. Диаметр проволок составил 6 нм, длина – 880 нм. Вирус M13 относится к типу бактериофагов. Он поражает бактерии и безопасен для человека.
Три года назад ученые во главе с Белчер, используя такой же механизм, смогли построить анод. В лабораторных условиях удалось выяснить, что батареи, собранные из вирусных анодов и катодов, могут перезаряжаться не менее 100 раз без потери емкости. По словам авторов работы, элементы, собранные из вирусов, имеют такую же электрическую емкость, как и современные литиевые аккумуляторы.
Слева направо: профессоры Юэт-Мин Чиан (Yet-Ming Chiang), Анджела Белчер (Angela Belcher) и Пола Хаммонд (Paula Hammond) демонстрируют полученную из вируса пленку, которая может служить анодом батарейки
Преимуществом вирусных батарей является то, что они собираются при комнатной температуре и атмосферном давлении, за исключением нанопроволок. Это удешевляет производство. Кроме того, в процессе изготовления не используются вредные химические вещества. Растворителем служит вода. Поэтому даже отработавший свой срок аккумулятор не вызывает проблем с утилизацией. Кроме того, вирусные батарейки могут быть различных размеров – от песчинки до размера аккумуляторной батареи телефона или электромобиля.
В данный момент группа ученых рассматривает возможность использования молекул других веществ для строительства электродов с целью повышения емкости батареи. После того, как им удастся это сделать, разработку можно будет отправить на рынок, замечает Белчер. Сейчас это делать не имеет смысла, так как вирусные батарейки не предлагают более высокую емкость. Заключить максимально возможную энергию в минимальную емкость – главная цель группы.
Поделиться
