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[新聞] MIT開發出無毒環保的「病毒電池」

MIT開發出無毒環保的「病毒電池」

美國麻省理工學院(MIT)研究人員首次展示一種基因工程病毒技術,可以利用病毒製作出鋰離子電池的正、負極。

負責此項研究計畫的材料科學家Angela Belcher表示,這款新型的「病毒電池」與目前用在混合油電車中最先進的充電電池有相同的電容量與效能,同時,也可以應用在個人化電子產品中。

這項研究成果已發表於上週四(4/2)出版的科學(Science)雜誌中。新電池可以用更便宜、更環保的製程製造,病毒的合成在室溫下就可進行,而且僅需利用無害的有機溶劑,電池中的材料也都是無毒的。

在傳統的鋰離子電池中,鋰離子在帶負電、石墨製的正極、以及由氧化鈷或鋰離子磷酸鹽製成的帶正電負極間移動。三年前,MIT的研究團隊便發現,利用基因工程製作出的病毒,可以透過將氧化鈷和金塗覆在上面,以自組裝(self-assembly)方式形成一奈米線(nanowire),便可製作出正極。

自此,MIT的研究團隊便積極試圖開發出高效能的負極,以與此一病毒正極匹配。Belcher表示,因為負極必須具備更高的導電性,但大部分可用的負極材料都是絕緣的,所以在製作上較正極更為困難。

此次發表的重大突破,是由於科學家終於找到用鐵磷酸鹽塗覆在病毒上的方式,再利用碳奈米管共同形成一具高導電性的網狀材料。電子便可沿著這些碳奈米管網路移動,在短時間內傳遞能量。

 


此外,研究團隊發現,利用碳奈米管可以增加負極的導電性,且不會增加太多的電池重量。根據在實驗室中的測試,具新型負極材料的電池可以重覆充放電至少100次,其電容量都不會流失。雖然,這樣的充電次數較目前商用的鋰離子電池低,但Belcher表示,此一問題是可以解決。

日前,MIT校長Susan Hockfield還將此電池原型帶到白宮,參加有關政府擬資助開發先進潔淨能源技術的會議,並向美國總統歐巴馬展示。

現在,科學家們已經掌握如何利用病毒的奈米結構製作電池,現在開始嘗試利用具更高電壓與電容的材料,如錳磷酸鹽或鎳磷酸鹽,來製作效能更佳的電池。

Belcher表示,一旦完成新一代技術的開發,相信將能夠很快地就進入商業化生產。






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