Из ДНК лосося сделали аккумулятор

Углеродные нанотрубки, «обернутые» в ДНК лососевых рыб позволили увеличить число ионов лития в катоде литий-ионного аккумулятора и повысить емкость батареи почти в 2 раза.


Ученые из Корейского института науки и технологий (KIST) совместно с коллегами из других исследовательских центров усовершенствовали катод литий-ионного аккумулятора. Катодный материал нового поколения имеет слоистую структуру, а его молекулы содержат в два раза больше ионов лития. Дополнительно «нанятые» ионы лития позволяют увеличить емкость батареи со 160 мАч на грамм вещества до 250 мАч/г.

К сожалению, перспективный слоистый материал не выдерживал многократных циклов зарядки/разрядки аккумулятора. Тайная слежка за работой катода, которую ученые проводили через электронный микроскоп, показала, что литиевые «новобранцы» не приживаются в катодном «коллективе». Из-за побочных реакций в жидком электролите, перекачанный литием материал разбухал и разрушался, не выполняя прямых обязанностей.

Чтобы примирить разбушевавшихся «сотрудников», авторы исследования, опубликованного в журнале Advanced Energy Materials, направили им на помощь углеродные нанотрубки, обернутые в ДНК лосося. Углерод препятствовал слипанию молекул ДНК в водном растворе. В свою очередь, молекулы ДНК эффективно поддерживали реакции катионного обмена, в результате которых формировались устойчивые соединения с удвоенным содержанием лития. Прочность усовершенствованного катода во время циклов зарядки/разрядки ученые подтвердили рентгеновским зондированием.