試試細菌和病毒電池

細菌和病毒在一般人眼裡儘是一幫惹事生非的傢伙。我們雖然用肉眼看不到它們，但一旦它們鑽進我們身體里為非作歹起來，那就像孫悟空鑽進牛魔王的肚子里一樣，會把我們折騰得夠嗆……所以如果有人告訴你，未來有種高性能電池中帶有細菌或者病毒，那麼無疑會把你嚇一跳。但是帶細菌或者病毒的電池，這可不是科學的幻想，而是有望在未來推廣開來的一項新的科技成果。

用細菌來供電

近日，兩位美國科學家宣布他們已發明出世界上第一粒能效高的「細菌電池」。電池電力來源於美國弗吉尼亞州牡蠣灣附近地下深處土壤中的一種細菌，這種細菌可以分解糖分，將能量轉換成電力。

兩位科學家說，一般的微生物電池能效只有普通電池的10%或者不到10%，而這種新型細菌電池的能效是83%。它不僅可以跟葡萄糖產生反應，而且也適用於果糖、蔗糖(產自甘蔗和甜菜)甚至是從木材和稻草中提取的木糖。而且，這種細菌很穩定，可以生長在從4攝氏度到30攝氏度的環境中，25攝氏度的環境最為適宜。由這種細菌製成的電池可持續供電25天。

這麼說來，將來假如你在一些用電不方便的地方，手機突然沒電了，或許先不用著急。只要你能找到砂糖，打開手機，將一勺糖填進手機電池裡，等一小會兒，手機就又來電了，你又能同外界聯繫了。在那時候，想必你一定會很感激這些細菌，而這些細菌呢，反過來又很感激你，因為你給了它們糖吃。

用病毒做理想的電極

細菌在為人類效勞方面樹了一個好榜樣之後，病毒似乎也不甘落後。它們雖然不能像細菌一樣，一邊吃糖解饞，一邊還給人提供電力，但它們卻可以極大地改善傳統電池電極的性能，使其充放電速度大大加快。

在傳統的鋰電池中，鋰離子通常在由石墨構成的陰極和由氧化鈷或鋰化合物構成的陽極間流動。相比陽極而言，陰極製作起來要困難得多，其原因是陰極必須充放電快速，需要有極高的導電能力。

為了獲得高導電能力的陰極，美國麻省理工學院的兩位研究人員先將一種長條狀的病毒進行基因改造，使其表面可以生長出作為電極的不規則磷酸鐵，然後讓病毒「抓住」碳納米管，電子沿著碳納米管網行進，滲透到電極，快速傳遞能量，從而形成了高導電材料網。

研究人員利用的病毒名為噬菌體，它是一種常見的能夠破壞細菌但對人體無害的病毒。此外，它還能夠識別並附著於某些特定的材料，如碳納米管上。研究小組發現，加進碳納米管後，陰極的重量沒有太大的變化，但導電性卻有了大幅度提高。在實驗室的測試中，安裝了新陰極材料的電池在保證電容量不變的同時，其充電和放電速度提高了至少100倍。

目前，「病毒」電池的原型如同人們常見的紐扣電池。不過，研究人員說他們有能力製造出重量極輕且韌性好的「病毒」電池，能滿足各種不同電池座對其形狀的要求。此外，生產這種新型的「病毒」電池，既經濟又環保，因為不需要使用對人有害的有機溶劑。

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