科学家发现M13病毒能帮助电池提高性能

锂空气电池近年来一直是研究热点，它的容电量有潜力大幅提高。不过，科学家需要先找到更加耐用的电极材料，增加电池的可充电次数，这个想法才能实现。

麻省理工学院研究人员让转基因病毒参与到纳米线的生产中，解决了一些技术难题。纳米线的宽度类似红细胞，在电池中可以用作电极。技术的关键在于增加纳米线的表面积，增加充电和用电过程中电极的活跃范围。

一种名叫M13的转基因病毒能够抓取水中的金属分子，组成稳定的结构。科学家用M13病毒收集制作电池阴极的极佳材料——氧化锰，制造大约80纳米宽的氧化锰纳米线。和传统化学方法制造的纳米线相比，病毒纳米线表面粗糙不平，表面积显著增大。最后还要加入少量钯等金属元素，提升电极的导电性，促进充电和放电时的化学反应。

麻省理工学院能源教授贝尔彻说，M13的生物合成过程和鲍鱼长壳差不多。鲍鱼就是从海水中收集钙，再组成坚固的外壳。

有了病毒的帮助，新型电池的能量密度能够达到目前顶尖锂离子电池的2到3倍，并且在诸多方面优势明显。新电池电极表面积更大，充电和放电效率更高。其制造工艺更加简单、安全，病毒于常温状态下就能在水中完成工作，传统方法必须的高温条件和危险化学品已经没有用武之地。病毒制造的纳米线相互交错关联，制成的电极更加稳定。另外，电池对电极的金属材质要求降低，成本也更加合理。

贝尔彻强调说，研究还处于早期阶段，只做出了阴极，而电解液等关键部分仍然有待开发。此外，新型电池经测试可以充电50次，要真正应用，这个数字得上千才行。

贝尔彻还表示，目前在实验中虽然利用生物技术，通过病毒收集金属分子，但可能不是长久之计。如果将来找到最合适的材料，并且通过测试，工业生产中可能会采用别的办法，方便定量控制。

多年来，科学家一直热衷于病毒电池的研究。2010年，马里兰大学科学家让烟草花叶病毒(TMV)帮助电池进行化学反应，收集电流，增强电池的储电能力。同年，麻省理工学院科学家马克•艾伦也提出，可以利用M13病毒制造氟化铁阴极，希望制造轻巧持久的可充电池。