Průmysl

MIT vytváří baterii z geneticky upraveného viru

MIT vytváří baterii z geneticky upraveného viru

Společnost MIT vytvořila baterii z geneticky upraveného viru, aby zachytila ​​uhlíkové nanotrubice a vytvořila a vypěstovala komponenty potřebné k výrobě baterie.

Inženýři na MIT objevili genetickou změnu viru, která mu umožňuje sbírat materiály potřebné k vytvoření pozitivních a negativních konců lithium-iontové baterie. Vlastnosti nových baterií téměř přesně odpovídají výkonu nejmodernějších dobíjecích baterií, které se v současnosti používají v hybridních automobilech a osobních elektronických zařízeních.

Výroba baterií může být také vyráběna levně bez procesu poškozujícího životní prostředí. Syntéza baterie „probíhá při pokojové teplotě a pod ní a nevyžaduje žádná škodlivá organická rozpouštědla a materiály, které do baterie vstupují, jsou netoxické“, uvádí MIT.

Tradičně lithium-iontová baterie využívá lithiové ionty, které proudí mezi záporně nabitou grafitovou anodou a kladně nabitou katodou obecně složenou z oxidu kobaltu nebo fosforečnanu lithno-železitého. Tým MIT však objevil metodu genetické změny virů

Samo-sestavovací mechanismus modifikovaného viru M13 [Zdroj obrázku: Jean-Marie Tarascon /Přírodní nanotechnologie]

Podle MIT je baterie dosažena

„Geneticky upravené viry, které se nejdříve potáhnou fosforečnanem železným, a poté uchopí uhlíkové nanotrubičky, aby vytvořily síť vysoce vodivého materiálu. Protože viry rozpoznávají a specificky se vážou na určité materiály (v tomto případě uhlíkové nanotrubičky), může každý nanodrát fosfátu železa být elektricky „zapojeni" do vedení sítí uhlíkových nanotrubiček. Elektrony mohou cestovat po sítích uhlíkových nanotrubiček, perkolovat skrz elektrody na fosfát železa a přenášet energii ve velmi krátkém čase. "

Vybraná bakterie je bakteriofág, což znamená, že může infikovat pouze bakterie, zatímco zůstává neškodná pro člověka.

Po počátečních experimentech s vytvořením životaschopné, ale špatně fungující baterie se tým rozhodl zavést uhlíkové nano trubice ve snaze zvýšit vodivost katody bez velkého přidání vnější hmotnosti. S novou modifikací se viry dokázaly samy sestavit nanodráty poté, co se staly anodou, tím, že na sobě shromáždily oxid kobaltu a zlato, což dále zlepšilo výkon původně virově orientované baterie. Nové vytvořené baterie prokázaly některé mimořádné vlastnosti, protože si baterie udržovaly vysokou hustotu energie (~ 200 W h kg)−1) a vysoký měrný výkon (~ 4,5 kW kg−1). Až do zlepšení degradace nabíjecího cyklu by mohlo být životaschopným kandidátem pro použití v elektrických automobilech a jiných elektronických zařízeních. Přestože baterie dokázaly dosáhnout 100 nabíjecích cyklů bez ztráty velké kapacity, po počátečních 100 cyklech se výkon začal zhoršovat mnohem rychleji než současné lithium-iontové baterie.

Tým, který byl bez obav z drobného neúspěchu, se rozhodl posunout vpřed s dalšími experimenty. Po počátečním úspěchu demonstrovat proveditelnost vytvoření baterie z viru by snad několik dalších modifikací mohlo způsobit, že se baterie stane spolehlivější a odolnější vůči degradaci, což z ní bude ekonomicky a ekologicky šetrná alternativa k jiným metodám výroby baterií. Nové baterie by se mohly stát budoucími sklady energie pro elektromobily a elektronická zařízení.

VIZ TÉŽ: Společnost mobilních telefonů tvrdí, že šetří energii baterie pomocí zařízení pro sběr FM přenosu

Napsal Maverick Baker


Podívejte se na video: The Root of All Evil - The Virus of Faith full length (Leden 2022).