基因修飾病毒可提高鋰空氣電池性能

   鋰電世界  近日麻省理工學院研究人員發現，將經過基因修飾的病毒添加到納米線生產中，可以改進鋰空氣電池的性能。

    基因修飾主要是指利用生物化學方法修改dna序列，將目的基因片段導入宿主細胞內，或者將特定基因片段從基因組中刪除，從而達到改變宿主細胞基因型或者使得原有基因型得到加強的作用。基因修飾目前已經廣泛應用于人類生活的各個領域，在醫學上可以利用基因修飾的方法抑制某些病毒類宿主細胞內的病毒復制，從而達到治療的目的。

    鋰空氣電池則是一種用鋰作陽極，以空氣中的氧氣作為陰極反應物的電池，可以應用于新能源汽車。麻省理工研究人員這項工作的關鍵之處在于增加了納米線的表面積，從而提高了電池充放電過程中電化學活性發生的面積。研究人員利用一種被稱為m13的基因修飾病毒制備納米線陣列，每個約有80納米。在這種情況下，氧化錳線（非常適用于鋰空氣電池陰極材料）實際上是由該病毒組成的。但是和通過常規化學方法的納米線“生長”不同，這些病毒構成的納米線具有粗糙、高低不平的表面，這樣極大地增加了其表面積。

    此外，納米線之間不孤立，該病毒自然產生三維交聯的納米線結構，提高了電極的穩定性。過程的最后一步是添加少量的金屬（如鈀），極大地提高了納米線的導電性，同時在充放電期間能夠催化反應。

    總之，這些改進有可能比目前的鋰離子電池能量密度高兩到三倍。這項工作獲得了美國陸軍研究辦公室和國家科學基金會支持，相關研究成果已經發表在nature communications。