中英專家利用真菌首次合成電池電極材料

當(dāng)面包上長出了霉菌，您也許就直接把它扔掉了。但中英科學(xué)家１７日說，這種霉菌在電池的電極材料生產(chǎn)方面有望發(fā)揮大作用。

由英國敦提大學(xué)教授杰弗里·加德領(lǐng)導(dǎo)、中國科研人員參與的團(tuán)隊(duì)在新一期美國《當(dāng)代生物學(xué)》雜志上報告說，俗稱紅色面包霉的粗糙脈孢菌是生物學(xué)研究中常用的一種模式生物，他們利用這種真菌合成的錳氧化物在用作鋰離子電池的電極材料時表現(xiàn)出色。

加德接受新華社記者采訪時說：“這項(xiàng)研究是首次報告利用真菌生物礦化過程合成電極材料，表明真菌生物礦化在生物材料合成方面有巨大的應(yīng)用潛力，同時這一方法也為今后通過新途徑開發(fā)電化學(xué)材料提供了思路。”

在此前研究中，加德的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)真菌能通過生物礦化過程生成碳酸鹽礦物，其中包括含有毒金屬的碳酸鹽礦物，而碳酸鹽礦物加熱后比較容易分解為金屬氧化物。因此，他們開始研究能否利用真菌生物礦化過程來合成被廣泛使用的電極材料——錳氧化物。此前錳氧化物大多利用非生物方法合成，還沒有研究報告闡述真菌也能在這方面發(fā)揮作用。

在新研究中，加德團(tuán)隊(duì)的科研人員李倩瑋等人在紅色面包霉的培養(yǎng)基中加入一定量的尿素和氯化錳。經(jīng)過一段時間培養(yǎng)后，真菌菌絲體上及培養(yǎng)基中產(chǎn)生了大量碳酸錳，將這些物質(zhì)經(jīng)過３００攝氏度的高溫加熱處理，就會得到真菌與錳氧化物的混合物。這種混合物在用作鋰離子電池的電極材料時，具有出色的“循環(huán)穩(wěn)定性”：在充放電循環(huán)２００次后，電池容量的保持率仍在９０％以上。

加德說，與其他方法相比，這種電極材料合成方法更簡單快捷，而且真菌菌絲體在生物礦化過程中可為金屬沉積物提供支撐框架。與此同時，真菌菌絲的分支狀結(jié)構(gòu)能對化合物起到很好的分散作用，有助于氧化還原反應(yīng)的發(fā)生。

對于下一步研究，加德表示，可能會集中在優(yōu)化真菌培養(yǎng)條件方面，以便更好地提高所得電極材料的電化學(xué)性能，并研究利用其他真菌合成碳酸鹽礦物的可能性。