你可能不知道，躲在廚房隱蔽角落的發(fā)霉面包，竟能幫助合成鋰離子電池材料。
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(fā)布了一項研究成果，使用發(fā)霉面包上的綠色真菌(學名粗糙脈孢菌)，通過生物礦化過程將金屬錳和鐵固定，然后在300℃的高溫下炭化，得到了能制造鋰離子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制造電極材料上。
約在90年前，發(fā)霉的面包是上世紀最重要的醫(yī)學發(fā)現(xiàn)之一的核心所在。1928年，英國細菌學家亞歷山大·弗萊明發(fā)現(xiàn)發(fā)霉面包上真菌的某種分泌物具有抑菌作用，這一抑菌物質后被稱為青霉素，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于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(wěn)定的材料。
生物礦化過程產生的碳化真菌的錳氧化物是制造鋰離子電池和電容器的理想材料。
該科研團隊將粗糙脈孢菌與一定量的氯化錳和其它一些物質混合進行實驗。經過一段時間后，他們發(fā)現(xiàn)真菌菌絲體表面覆蓋著大量的碳酸錳。然后，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離子電池中的電化學性能進行測試，結果表明它具備非常優(yōu)良的電化學性質。”領導該項研究的Geoffrey Gadd教授說。該材料表現(xiàn)出良好的循環(huán)穩(wěn)定性，相比于鋰離子電池中的其它錳氧化物，該材料在經過200次的充放電循環(huán)后，仍能保持90%以上的的電池容量。
其他旨在提高鋰離子電池和超級電容器性能的研究則專注于使用替代材料，比如碳納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辟了一條更加可持續(xù)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，因此也為制作可持續(xù)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(xù)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于回收其他化合物中的稀有元素。
據稱，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采訪時表示，決定電池性能的不光是循環(huán)穩(wěn)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于實用價值。”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(xiàn)產業(yè)化還有相當一段距離。
