你可能不知道,躲在廚房隱蔽角落的發霉麵包,竟能幫助合成鋰電池材料。

英國敦提大學(the University of Dundee)的研究團隊日前在學術期刊《當代生物學》(Current Biology)上發布了一項研究成果,使用發霉麵包上的綠色真菌(學名粗糙脉孢菌),通過生物礦物質化過程將金屬錳和鐵固定,然後在300℃的高溫下炭化,得到了能製造鋰電池和電容器的電極材料。這項研究首次將真菌生物礦化過程應用在製造電極材料上。
約在90年前,發霉的麵包是上世紀最重要的醫學發現之一的核心所在。1928年,英國細菌學家亞歷山大.佛萊明發現發霉麵包上真菌的某種分泌物具有抑菌作用,這一抑菌物質後被稱為青霉素,即世界上首種抗生素。
一直以來,敦提大學的科研團隊都致力於如何將真菌作為生物學研究中常用的一種模式生物的研究。此前的實驗成果就證明了真菌具備神奇的轉化功能,它通過生物礦化過程將有毒的鉛和鈾轉化成了更加穩定的材料。

該科研團隊將粗糙脉孢菌與一定量的氯化錳和其它一些物質混合進行實驗。經過一段時間後,他們發現真菌菌絲體表面覆蓋著大量的碳酸錳。然後,把形成的混合物在300℃熱處理,得到了含有氧化錳的碳材料。

「我們對這一碳化真菌混合物在超級電容器和鋰電池中的電化學性能進行測試,結果表明它具備非常優良的電化學性質。」領導該項研究的Geoffrey Gadd教授說。該材料表現出良好的循環穩定性,和鋰電池中的其它錳氧化物相比,該材料在經過200次的充放電循環後,仍能保持90%以上的的電池容量。

其他旨在提高鋰電池和超級電容器性能則專注於使用替代材料,比如碳奈米管和其他錳氧化物。但是敦提大學的研究員們卻通過使用真菌開闢了一條更加可持續的電極生產道路。「真菌生物礦化在生物材料合成方面有巨大的應用潛力,因此也為製作可持續的電化學材料提供了一種新型生物技術的思路。」Gadd教授說。
Gadd教授表示,該團隊將繼續探究真菌在生產其他有價值的金屬碳化物方面的應用。除此之外,他還認為這一方法也能夠應用於回收其他化合物中的稀有元素。
新華社消息稱,中國科研人員也參與了該項研究。
長期從事電池研究的東南大學化學教授雷立旭在接受界面新聞記者電話採訪時表示,決定電池性能的不光是循環穩定性,還涉及到多項指標的考量,如放電容量具體數據、電池電壓等。「這項研究,我認為學術價值要大於實用價值。」雷立旭表示,該項研究的化學反應速度太慢,時間成本太高,距實現產業化還有相當一段距離。
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