面包模具可以制造更好的可充电电池

2019-01-12 09:59:33
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您可能对真菌没有太多考虑,特别是那些会使面包发霉,但研究人员在2016年3月17日的Cell Press期刊Current Biology上报告的证据可能会改变您的想法。他们的研究结果表明,红色面包模具可能是生产用于可充电电池的更可持续的电化学材料的关键。

研究人员首次表明,真菌粗糙脉孢菌可以将锰转化为具有良好电化学特性的矿物复合材料。

“我们使用真菌锰生物矿化工艺制造了电化学活性材料,”苏格兰邓迪大学的Geoffrey Gadd说。“碳化真菌生物质 - 矿物复合材料的电化学性能在超级电容器和锂离子电池中进行了测试,发现它(复合材料)具有优异的电化学性能。因此,该系统提出了一种新的生物技术方法,用于制备可持续电化学材料。“

Gadd及其同事长期研究真菌以有用和令人惊讶的方式转化金属和矿物质的能力。在早期的研究中,研究人员表明真菌可以稳定有毒铅和铀。这导致研究人员怀疑真菌是否能为制备新型电化学材料提供有用的替代策略。

“我们认为将这种生物矿化碳酸盐分解成氧化物可能会提供具有显着电化学性质的新型金属氧化物来源,”Gadd说。

实际上,已经进行了许多努力来使用诸如碳纳米管和其他锰氧化物的替代电极材料来改善锂离子电池或超级电容器性能。但很少有人考虑过真菌在制造过程中的作用。

在这项新的研究中,Gadd和他的同事在用尿素和氯化锰(MnCl2)修正的培养基中培养了N. crassa并观察了发生的情况。研究人员发现,长支化真菌细丝(或菌丝)在各种地层中被矿物质生物矿化和/或包裹。热处理后,将它们留下碳化生物质和锰氧化物的混合物。对这些结构的进一步研究表明,它们具有理想的电化学性能,可用于超级电容器或锂离子电池。

“我们很惊讶所制备的生物质 - 氧化锰复合材料表现良好,”Gadd说。与其他报道的锂离子电池中的锰氧化物相比,碳化真菌生物质 - 矿物复合材料“表现出优异的循环稳定性,200次循环后保留了90%以上的容量,”他说。

这项新研究首次展示了使用真菌生物矿化过程合成活性电极材料,说明了这些真菌过程作为有用生物材料来源的巨大潜力。

Gadd说他们将继续探索使用真菌生产各种潜在有用的金属碳酸盐。他们还对研究其他化学形式的有价值或稀有金属元素的生物回收过程感兴趣。

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