Badacze z Massachusetts Institute of Technology (USA) usprawnili działanie baterii litowo-powietrznej wprowadzając do procesu jej produkcji zmodyfikowane odmiany wirusa - informuje Science Daily.
Baterie litowo-powietrzne są nadzieją na nową generację lżejszych i bardziej wydajnych akumulatorów, które mogłyby np. znacząco usprawnić korzystanie z elektrycznych samochodów. Przeszkodą było do tej pory znalezienie bardziej wytrzymałych materiałów do tworzenia elektrod wewnątrz baterii oraz zwiększenie liczby cykli ładowania, które bateria może wytrzymać.
Naukowcy z MIT odkryli, że dodanie do procesu produkcji nanorurek, używanych z kolei jako elektrody w bateriach, zmodyfikowanych genetycznie odmian wirusów rozwiązuje część napotkanych wcześniej problemów.
Celem eksperymentu było zwiększenie powierzchni nanorurek, co z kolei zwiększyłoby powierzchnie, na której mogłyby zachodzić procesy elektromechaniczne stanowiące sedno procesu rozładowywania i ładowania baterii. W tym celu naukowcy wykorzystali zmodyfikowana genetycznie odmianę wirusa M13. która ma zdolność wyłapywania cząsteczek metali z wody i łączenia ich w większe struktury.
Podczas eksperymentu nanorurki były wykonane całkowicie przez zmodyfikowane wirusy. Jednak w przeciwieństwie do tych produkowanych przez ludzi, miały nierówną, wręcz kolczastą powierzchnię, co dramatycznie zwiększyło powierzchnię dostępną dla procesów elektrycznych.
Profesor Angela Belcher, która brała udział w opracowywaniu eksperymentu, przypomina, że proces „wyciągania”. z wody składników potrzebnych organizmom nie jest wcale wyjątkowy dla użytych w badaniach wirusów – w ten sposób niektóre skorupiaki budują swoje muszle, używając znajdującego się w wodzie wapnia.
Zwiększenie powierzchni nanorurek przy pomocy wirusów może mieć pozytywny wpływ nie tylko na proces ładowania baterii. Użycie wirusów pozwala na wyeliminowanie z procesu produkcji takich czynników, jak wysoka temperatura i niebezpieczne chemikalia –. w produkcji nanorurek wykorzystuje się wodę o temperaturze pokojowej. Wirusy ponadto nie tworzą pojedynczych rurek, ale od razu całe trójwymiarowe struktury, co zwiększa stabilność elektrody.
Belcher podkreśla, że na razie wyprodukowanie w ten sposób nawet elementów baterii na potrzeby komercyjne byłoby bardzo niepraktyczne i cały proces wymaga większej liczby badań i testów.