你可能不知道，躲在廚房隱蔽角落的發(fā)霉面包，竟能幫助合成鋰離子電池材料。
英國(guó)敦提大學(xué)（the University of Dundee）的研究團(tuán)隊(duì)日前在學(xué)術(shù)期刊《當(dāng)代生物學(xué)》（Current Biology）上發(fā)布了一項(xiàng)研究成果，使用發(fā)霉面包上的綠色真菌（學(xué)名粗糙脈孢菌），通過(guò)生物礦化過(guò)程將金屬錳和鐵固定，然后在300℃的高溫下炭化，得到了能制造鋰離子電池和電容器的電極材料。這項(xiàng)研究首次將真菌生物礦化過(guò)程應(yīng)用在制造電極材料上。
霉面包制成鋰電池：充放200次仍有90%容量
發(fā)霉面包上的真菌，學(xué)名粗糙脈孢菌。
約在90年前，發(fā)霉的面包是上世紀(jì)最重要的醫(yī)學(xué)發(fā)現(xiàn)之一的核心所在。1928年，英國(guó)細(xì)菌學(xué)家亞歷山大·弗萊明發(fā)現(xiàn)發(fā)霉面包上真菌的某種分泌物具有抑菌作用，這一抑菌物質(zhì)后被稱為青霉素，即世界上首種抗生素。
一直以來(lái)，敦提大學(xué)的科研團(tuán)隊(duì)都致力于如何將真菌作為生物學(xué)研究中常用的一種模式生物的研究。此前的實(shí)驗(yàn)成果就證明了真菌具備神奇的轉(zhuǎn)化功能，它通過(guò)生物礦化過(guò)程將有毒的鉛和鈾轉(zhuǎn)化成了更加穩(wěn)定的材料。
霉面包制成鋰電池：充放200次仍有90%容量
生物礦化過(guò)程產(chǎn)生的碳化真菌的錳氧化物是制造鋰離子電池和電容器的理想材料。
該科研團(tuán)隊(duì)將粗糙脈孢菌與一定量的氯化錳和其它一些物質(zhì)混合進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，他們發(fā)現(xiàn)真菌菌絲體表面覆蓋著大量的碳酸錳。然后，把形成的混合物在300℃熱處理，得到了含有氧化錳的碳材料。
“我們對(duì)這一碳化真菌混合物在超級(jí)電容器和鋰離子電池中的電化學(xué)性能進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果表明它具備非常優(yōu)良的電化學(xué)性質(zhì)。”領(lǐng)導(dǎo)該項(xiàng)研究的Geoffrey Gadd教授說(shuō)。該材料表現(xiàn)出良好的循環(huán)穩(wěn)定性，相比于鋰離子電池中的其它錳氧化物，該材料在經(jīng)過(guò)200次的充放電循環(huán)后，仍能保持90%以上的的電池容量。
其他旨在提高鋰離子電池和超級(jí)電容器性能的研究則專注于使用替代材料，比如碳納米管和其他錳氧化物。但是敦提大學(xué)的研究員們卻通過(guò)使用真菌開辟了一條更加可持續(xù)的電極生產(chǎn)道路。“真菌生物礦化在生物材料合成方面有巨大的應(yīng)用潛力，因此也為制作可持續(xù)的電化學(xué)材料提供了一種新型生物技術(shù)的思路。”Gadd教授說(shuō)。
Gadd教授表示，該團(tuán)隊(duì)將繼續(xù)探究真菌在生產(chǎn)其他有價(jià)值的金屬碳化物方面的應(yīng)用。除此之外，他還認(rèn)為這一方法也能夠應(yīng)用于回收其他化合物中的稀有元素。
霉面包制成鋰電池：充放200次仍有90%容量
熱處理釋放了碳酸錳的電化學(xué)屬性，可用于制造儲(chǔ)能材料。
新華社消息稱，中國(guó)科研人員也參與了該項(xiàng)研究。
長(zhǎng)期從事電池研究的東南大學(xué)化學(xué)教授雷立旭在接受界面新聞?dòng)浾唠娫挷稍L時(shí)表示，決定電池性能的不光是循環(huán)穩(wěn)定性，還涉及到多項(xiàng)指標(biāo)的考量，如放電容量具體數(shù)據(jù)、電池電壓等。“這項(xiàng)研究，我認(rèn)為學(xué)術(shù)價(jià)值要大于實(shí)用價(jià)值。”雷立旭表示，該項(xiàng)研究的化學(xué)反應(yīng)速度太慢，時(shí)間成本太高，距實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化還有相當(dāng)一段距離。