中英專(zhuān)家利用真菌首次合成電池電極材料

當(dāng)面包上長(zhǎng)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(shuō)，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(guó)敦提大學(xué)教授杰弗里·加德領(lǐng)導(dǎo)、中國(guó)科研人員參與的團(tuán)隊(duì)在新一期美國(guó)《當(dāng)代生物學(xué)》雜志上報(bào)告說(shuō)，俗稱(chēng)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(shí)表現(xiàn)出色。

加德接受新華社記者采訪時(shí)說(shuō)：“這項(xiàng)研究是首次報(bào)告利用真菌生物礦化過(guò)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(shí)這一方法也為今后通過(guò)新途徑開(kāi)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(guò)生物礦化過(guò)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(kāi)始研究能否利用真菌生物礦化過(guò)程來(lái)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(méi)有研究報(bào)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(guò)一段時(shí)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(guò)３００攝氏度的高溫加熱處理，就會(huì)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(shí)，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(shuō)，與其他方法相比，這種電極材料合成方法更簡(jiǎn)單快捷，而且真菌菌絲體在生物礦化過(guò)程中可為金屬沉積物提供支撐框架。與此同時(shí)，真菌菌絲的分支狀結(jié)構(gòu)能對(duì)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(duì)于下一步研究，加德表示，可能會(huì)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。