Viirused ehitavad autodele akusid

Liitiumioonakuga elektriauto Dodge Zeo mullu kevadel Pekingis toimunud autonäitusel.

FOTO: Reuters / Scanpix

Esimest korda õnnestus Massachusettsi tehnoloogiainstituudi (MIT) teadlastel panna geneetiliselt muundatud viirused ehitama nii liitiumioonaku positiivse kui ka negatiivse laenguga otsa.


Uued viiruste tehtud akud mahutavad uurimisrühma juhtinud MITi materjaliteadlase Angela Belcheri sõnul sama palju energiat ning on sama võimsad kui parimad hübriidautode akud, lisaks saaks neid kasutada ka väiksemate elektriseadmete varustamiseks energiaga, vahendab Tartu Ülikooli tehnoloogiaportaal

Novaator

Psyorgi.

Uusi akusid, mida kirjeldati ajakirja Science 2. aprillil ilmunud numbris, saab toota odavalt ja keskkonnasõbralikult. Süntees toimub toatemperatuuril või pisut madalama temperatuuriga, pole vaja kahjulikke orgaanilisi lahuseid ning akud ise koosnevad mittemürgistest ainetest.

Traditsioonilisel liitiumioonakul voolavad liitiumioonid negatiivselt laetud anoodi, tavaliselt grafiidi ning positiivselt laetud koobaltoksiidist või liitium-raud-fosfaadist koosneva katoodi vahel. Kolm aastat tagasi teatas Belcheri juhitud töörühm, et neil õnnestus luua viirused, mis suudavad ehitada anoodi, kattes ennast koobaltoksiidi ja kullaga ning moodustades ise nanotraadi.

Järgmiseks ülesandeks oli lisaks anoodile ehitada võimas katood. Katoode on raskem ehitada kui anoode, sest need peavad olema suure juhtivusega, et tagada elektroodi kiirus.

Teadlased muundasid viiruseid geneetiliselt nii, et nad katsid end raudfosfaadiga ning kinnitusid seejärel süsinikust nanotorukestele, luues nii kõrge juhtivusega materjali võrgustiku.

Muundatud viirused on levinud bakteriofaagid - viirused, mis nakatavad baktereid, kuid on inimestele ohutud.

Teadlased leidsid, et süsinikust nanotorude lisamine suurendab katoodi juhtivust, kuid ei lisa akule üleliia raskust. Laborikatsetes õnnestus uue katoodimaterjaliga akusid laadida ja tühjendada vähemalt 100 korda ilma mahtuvuse vähenemiseta. Seda on küll vähem kui praegu saadavalolevatel liitiumioonakudel, kuid Blecheri sõnul peaksid uued akud siiski palju kauem vastu pidama.

Eelmisel nädalal tutvustas MITi president Susan Hockfield uue aku prototüüpi pressikonverentsil Valges Majas, kus ta koos USA presidendi Barack Obamaga rääkis uute loodussõbralikku energiat tootvate tehnoloogiate rahastamise vajadusest.

Nüüd, kui teadlased on näidanud, et suudavad viiruste abil nanoskaalas akusid teha, kavatsevad nad valmis ehitada veel paremaid akusid, kasutades tõhusamaid materjale, näiteks mangaanfosfaati ja nikkelfosfaati, ütles Belcher. Kui see viirusakude järgmine põlvkond valmis saab, on tehnoloogia valmis tootmisse minema.

Tagasi üles