Virusni akumulator

Po prvi put, istraživači sa MIT-a su pokazali da mogu genetski izmeniti viruse radi izgradnje i pozitivnog i negativnog kraja litijum-jonskog akumulatora.

Novi akumulatori proizvedeni od virusa imaju isti kapacitet i performanse kao i najnoviji punjivi akumultori koji se koriste za hibridne automobile, i mogli bi se koristiti za napajanje širokog opsega ličnih elektronskih uređaja, rekla je Angela Belčer (Angela Belcher), vođa tima.




Novi akumulatori bi se mogle praviti pomoću jeftinog i po okolinu neškodljivog procesa. Proces se sastoji od sinteze na sobnoj temperaturi i ne zahteva štetne organske rastvarače, a materijali koji se koriste u akumulatoru se neotrovni.

U tradicionalnom litijum-jon akumulatoru, litijumski joni protiču između negativno naelektrisane anode, obično napravljene od grafita, i pozitivno naelektrisane katode, obično napravljene od kobalt oksida ili litijum jon fosfata. Pre tri godine, tim sa MIT-a sa Belčerovom na čelu izvestili su da su uspeli proizvesti viruse koji bi mogli kreirati anodu omotavajući na sebe kobalt oksid i zlato, samoformiranjem nanožica.

U najnovijem radu, tim je fokusiran na pravljenju veoma snažne katode radi uparivanja sa anodom. Katode je mnogo komplikovanije napraviti od anoda zato što moraju biti visokoprovodne da bi bile brze elektrode, međutim, većina kandidata za katode su visoko izolacioni materijali.

Da bi se ovo postiglo, istraživači su genetski modifikovali viruse da se prvo omotaju sa gvožđe fosfatom, a zatim da prihvate ugljenične nanocevi radi kreiranja mreže visoko provodnog materijala.

Iz razloga što virusi prepoznaju i prihvataju određene materijale (ugljene nanocevi u ovom slučaju), svaka gvožđe fosfat nanožica se može električno povezati sa provodnom mrežom sastavljenom od ugljeničnih nanocevi. Elektroni mogu putovati duž ovih mreža i emitovati energiju u vrlo kratkom vremenu.

Tim je utvrdio da uključivanjem ugljenčnih nanocevi povećava provodnost katode bez prevelikog povećavanja težine akumulatora. U laboratorijskim testovima akumulatori sa novim katodnim materijalima se mogu puniti i prazniti najmanje 100 puta bez gubljena kapacitivnosti. To je manje ciklusa od trenutno aktuelnih litijum-jon akumulatora, ali “mi očekujemo da ćemo moći postići mnogo više,” rekla je Belčerova.

Prototip je upakovan kao tipična dugmasta baterija, ali tehnologija omogućuje proizvodnju veoma laganih, fleksibilnih i podesnih akumulatora koji mogu uzeti oblik svog kućišta.

Sad, kada su istraživači pokazali da mogu napraviti virusne akumulatore na nanoveličinama, oni nameravaju da naprave još bolje akumulatore koristeći materijale sa višim naponima i kapacitivnostima, poput mangan fosfata i nikl fosfata, kaže Belečerova. Čim sledeća generacija bude spremna, tehnologija može da ide u komercijalne svrhe, rekla je ona.



Izvor