17 feb. 1999
2 minuten
Wetenschappers van MIT hebben een nieuwe bio-accu ontwikkeld met behulp van levende organismen; virussen om precies te zijn. De accu heeft een energiedichtheid die twee tot drie keer zo hoog is als huidige lithium-lucht accu’s.
De onderzoekers maakten deze virus-gebaseerde accu door genetisch gemodificeerde virussen te gebruiken bij de productie van nanodraden die worden toegepast als de elektroden. Het toevoegen van de virussen vergroot het totale oppervlak op de plek waar de elektrochemische activiteit plaatsvindt tijdens opladen of ontladen. Hierdoor zijn er meer oplaadcyclussen mogelijk en wordt de leeftijd van de accu verlengd. De virussen zijn overigens niet schadelijk voor mensen, aangezien ze enkel bacteriën infecteren.
Natuurlijke materialen
MIT verwacht veel van de accu. In een reactie aan Design News stelt MIT Professor of Energy Angela Belcher: "We streven naar het ontwikkelen van een krachtige batterij met meer cyclusseen op een kost-efficiënte manier." De accu zal ook minder milieubelastend zijn omdat de chemische structuur is afgeleid van natuurlijke materialen en processen.
De inspiratie voor de bio-accu komt van natuurlijke materialen als botten en schelpen. Bij deze materialen bouwen proteïnen in de organismen een natuurlijk organisch materiaal op. Ze vormen zich bij lage temperatuur en druk en vereisen geen giftige stoffen.
Om de accu te ontwikkelen, produceerden Belcher en haar mede-onderzoekers een matrix van nanodraden, elk ongeveer 80 nanometer breed. Hiervoor gebruiken ze een genetisch gemodificeerd virus, M13 genaamd. Deze virussen maken mangaanoxide aan, een materiaal dat vaak wordt gebruikt in lithium-lucht-accu’s. De nanodraden die door de virussen worden geproduceerd hebben een ruw en puntig oppervlak, waardoor de oppervlakte veel groter wordt, aldus de onderzoekers.
Massaproductie
De accu is nog in de beginfase van de ontwikkeling, maar lijkt veelbelovend voor eventuele massaproductie. Belcher: "We zijn momenteel een proces aan het ontwikkelen om deze materialen in grotere accu’s te testen. Het gaat nu nog om heel kleine structuren, één tot twee centimeter. Het proces zou niet veel duurder moeten worden dan traditionele productiemethodes."
Op dit moment is alleen nog maar de kathode van de accu succesvol getest en niet de elektrolyt, of andere essentiële onderdelen. Het onderzoek heeft dus nog een lange weg te gaan voor het commercieel interessant is.
bron: Design News
Anderen lazen ook
