目前市面上使用最廣的鋰電池在充放電過程中由于內部化學反應的原因,都不可避免地存在高溫放熱的情況。不過一個研究小組在最近的《科學》雜志網絡版上報告的一項研究成果可能會打破這個框架。他們利用病毒研制出了一種可以充電的電池,這個新的研究成果無疑會為電池的生產提供一個新的思路。
大多數的鋰電池會將一個鋰離子從正極(負電性端)傳遞到負極(正電性端),而這一過程必須在高溫條件下才能夠實現。然而美國MIT(又是這家BT的大學)的材料化學家Angela Belcher和她的同事,決定通過生物學過程研制出一種更好的電池。這可不是她哪根筋短路所想出來的,而是符合邏輯的——因為電池中的一些原料,例如磷酸鹽和離子均存在于生命系統之中,并且很容易被生物所操控。
科學家們利用顯微鏡對數以百萬計的病毒DNA進行掃描后,選定了M13病毒。這種病毒長度為880納米,是一種非常簡單且容易操控的病毒,對人體無害。研究小組首先利用遺傳工程使M13病毒的外殼吸附上三氧化二鈷和金,隨后將其裝配入薄膜中,從而制成一個正極。接下來便是解決負極的問題,這比制造正極更具有挑戰性,因為它需要很高的傳導性。研究小組利用工程學的方法在M13病毒上積聚了磷酸鐵離子,并將其與一個由碳納米管制成的高傳導性網絡連接在一起。電子可以迅速地在這一系統中傳遞,進而增加負極的容量。實際上,Belcher研制的電池與商業應用的鋰電池具有相同的性能,同時至少能夠充電和放電100次。這一基于病毒的技術將成為生產電池的第一種生物學手段。Belcher強調,除了碳納米管之外的所有系統都是在室溫下制成的,并且只將水作為一種溶劑。最后,當這種電池報廢和降解后,它不會留下任何有毒的化學物質。Belcher表示:“這絕對是一種非常清潔的方法”。但是她警告說,這種技術現在尚無法投入商業應用。Belcher表示,由于病毒電池需要與市場現有電池的容量和性能相匹配,因此“需要按比例增加這些原料”以及“需要更進一步地完善其性能”。
雖說這項研究目前還不能投入商業應用,但是它的存在無疑讓我們看到了一個美好的未來,至少這玩意兒沒啥高溫,也不容易爆炸??纯船F在一些電子產品由于電池的原因三天兩頭地爆炸,《Geek》衷心希望它能早日量產。