中英專家利用真菌首次合成電池電極材料
- 發佈時間：2016-03-18 11:20:17 來源：新華網 責任編輯：羅伯特
新華社華盛頓3月17日電（記者林小春）當麵包上長出了黴菌，您也許就直接把它扔掉了。但中英科學家17日説，這種黴菌在電池的電極材料生産方面有望發揮大作用。
由英國敦提大學教授傑弗裏·加德領導、中國科研人員參與的團隊在新一期美國《當代生物學》雜誌上報告説，俗稱紅色麵包霉的粗糙脈孢菌是生物學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出色。
加德接受新華社記者採訪時説：“這項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用潛力，同時這一方法也為今後通過新途徑開發電化學材料提供了思路。”
在此前研究中，加德的團隊發現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，而碳酸鹽礦物加熱後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揮作用。
在新研究中，加德團隊的科研人員李倩瑋等人在紅色麵包霉的培養基中加入一定量的尿素和氯化錳。經過一段時間培養後，真菌菌絲體上及培養基中産生了大量碳酸錳，將這些物質經過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“迴圈穩定性”：在充放電迴圈200次後，電池容量的保持率仍在90％以上。
加德説，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構能對化合物起到很好的分散作用，有助於氧化還原反應的發生。
對於下一步研究，加德表示，可能會集中在優化真菌培養條件方面，以便更好地提高所得電極材料的電化學性能，並研究利用其他真菌合成碳酸鹽礦物的可能性。
