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中英专家利用真菌首次合成电池电极材料

  • 发布时间:2016-03-18 11:20:17  来源:新华网  作者:佚名  责任编辑:罗伯特

  新华社华盛顿3月17日电(记者林小春)当面包上长出了霉菌,您也许就直接把它扔掉了。但中英科学家17日说,这种霉菌在电池的电极材料生产方面有望发挥大作用。

  由英国敦提大学教授杰弗里·加德领导、中国科研人员参与的团队在新一期美国《当代生物学》杂志上报告说,俗称红色面包霉的粗糙脉孢菌是生物学研究中常用的一种模式生物,他们利用这种真菌合成的锰氧化物在用作锂离子电池的电极材料时表现出色。

  加德接受新华社记者采访时说:“这项研究是首次报告利用真菌生物矿化过程合成电极材料,表明真菌生物矿化在生物材料合成方面有巨大的应用潜力,同时这一方法也为今后通过新途径开发电化学材料提供了思路。”

  在此前研究中,加德的团队发现真菌能通过生物矿化过程生成碳酸盐矿物,其中包括含有毒金属的碳酸盐矿物,而碳酸盐矿物加热后比较容易分解为金属氧化物。因此,他们开始研究能否利用真菌生物矿化过程来合成被广泛使用的电极材料——锰氧化物。此前锰氧化物大多利用非生物方法合成,还没有研究报告阐述真菌也能在这方面发挥作用。

  在新研究中,加德团队的科研人员李倩玮等人在红色面包霉的培养基中加入一定量的尿素和氯化锰。经过一段时间培养后,真菌菌丝体上及培养基中产生了大量碳酸锰,将这些物质经过300摄氏度的高温加热处理,就会得到真菌与锰氧化物的混合物。这种混合物在用作锂离子电池的电极材料时,具有出色的“循环稳定性”:在充放电循环200次后,电池容量的保持率仍在90%以上。

  加德说,与其他方法相比,这种电极材料合成方法更简单快捷,而且真菌菌丝体在生物矿化过程中可为金属沉积物提供支撑框架。与此同时,真菌菌丝的分支状结构能对化合物起到很好的分散作用,有助于氧化还原反应的发生。

  对于下一步研究,加德表示,可能会集中在优化真菌培养条件方面,以便更好地提高所得电极材料的电化学性能,并研究利用其他真菌合成碳酸盐矿物的可能性。

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