Baterie litowo – jonowe na bazie wirusów

Baterie litowo – jonowe na bazie wirusów

Naukowcy z Massachusetts Institute of Technology (MIT) zdołali tak zmanipulować genami pewnych wirusów, że stworzyli oni organizmy zdolne do budowy nanoprzewodów, które można wykorzystać w bardzo cienkich bateriach litowo – jonowych.

Celem projektu prowadzonego przez badaczy z MIT jest zbudowanie baterii zdolnych do magazynowania energii elektrycznej w tak małej i lekkiej „paczce” jak to tylko możliwe. Rozmiar baterii jakie planują skonstruować naukowcy będzie zawierał się w przedziale wielkości pomiędzy ziarenkiem ryżu a obecnymi bateriami stosowanymi do zasilania zestawów słuchowych dla niedosłyszących.

Inżynierowie wykorzystali do budowy anody baterii złożonego procesu montażowego. Zdołali tak zmanipulować genami jednego z pospolitych wirusów, że mikroby te zaczęły gromadzić na swojej powierzchni tlenek kobaltu i złoto. Ponieważ wirusy te są naładowane dodatnio, mogą zostać uwięzione pomiędzy przeciwnie naładowanymi polimerami, tworząc cienkie, elastyczne formy warstwowe. Tak powstała na bazie wirusów warstwa służy jako anoda.

Zmienione genetycznie wirusy pokryte warstwą tlenku kobaltu i złota samoczynnie “ustawiają się” na powierzchni polimeru, tworząc ultracienkie przewody. Każdy z wirusów, a więc i pojedynczy przewód ma zaledwie 6 nm średnicy i 880 nm długości.

Jako tlenek metalu zastosowano tlenek kobaltu ze względu na jego bardzo dobrą, specyficzną pojemność, dzięki czemu możliwe jest wyprodukowanie baterii o dużej gęstości energii. Oznacza to, że bateria taka może zmagazynować dwa do trzech razy więcej energii przy swoich gabarytach w porównaniu do baterii do budowy której użyto standardowych materiałów. Dodanie złota spowodowało dalsze zwiększenie gęstości energii w urządzeniu.

Co jest szczególnie ważne, reakcje potrzebne do stworzenia nanoprzewodów zachodzą w normalnej temperaturze i ciśnieniu, więc nie ma potrzeby zaprzęgania do tych procesów skomplikowanych technologii.

Badania naukowców z MIT mogą przyczynić się do zwiększenia wydajności baterii przy jednoczesnym zmniejszeniu ich gabarytów. Zastosowanie nanomateriałów i zmutowanych wirusów pozwoli otrzymać baterie o gęstości upakowania energii przewyższającej dwa do trzech razy tę wartość dla tradycyjnych baterii.

(LZ)