2023年10月7日

优化电池性能?野生真菌或许能给你新灵感

作者 admin

点击上面的 SAE International 关注我们!

菌类功效_菌类的药用价值_菌类的功效与作用及食用方法/

我们可以在显微镜下看到野生真菌内部“错综复杂”的纤维网络(如图),这使其成为理想的电极材料。 (普渡大学/唐嘉良)

最近,研究人员从野生真菌中发现了一种新型碳纤维材料。 该材料经过纳米颗粒改性,其性能优于锂离子电池中最常用的石墨电极。

据了解,这种野生真菌名为Tyromyces Fissilis,美国普渡大学的研究人员以这种真菌为原料,成功制造出一种新型电极。

“为了满足未来电动汽车和电网的储能需求,即使是现阶段最先进的锂离子电池也必须在能量密度和功率输出方面进行优化。” 普渡大学化学工程与材料工程学院副教授 Vilas Pol 表示,“因此,迫切需要开发性能更高的新型电极材料。”

锂电池中的锂离子存在于电解液中,但在充电阶段,锂离子储存在电极中。 目前,大多数锂离子电池使用的电极材料是石墨。

Pol教授和博士生唐家良发现,从干酪菌中提取的碳纤维材料经过氧化钴纳米颗粒改性后性能优于传统石墨电极材料。 波尔教授表示,这种混合设计的优异性能是协同效应的结果。

他说,“碳纤维和氧化钴颗粒都具有电化学活性,两者都可以参与反应,因此可以增加电极的容量。”

这种新型混合电极的容量非常稳定,约为530 mA/g,比石墨电极的容量高1.5倍。

为了提高电池性能,一种方法是通过添加特定金属(例如合金或金属氧化物)来改性碳纤维,以使电极在电池充电时存储更多的锂离子。 据了解,博士生唐一直在寻找碳纤维的替代材料,并在探索过程中发现了这种真菌原料。

“现阶段,电池所需碳纤维材料的生产过程过于依赖化学工艺,而且成本高昂,”唐说。

他在后院的一个腐烂的树桩上发现了一种真菌,并决定探索利用这种真菌作为生产碳纤维原料的可能性。

“我对这种真菌的结构很好奇,所以我把它切开,发现这种真菌的特性非常有趣,”他说。 “这种真菌有弹性,但也非常坚固。最有趣的是,当你把它切开时,它有一个纤维网络。”

与其他真菌相比,干酪硫磺富含纤维,这些纤维可以在高温氩气室中热解,产生真菌纤维形式的纯碳。

这些纤维没有特定的顺序缠绕在一起,就像一盘意大利面条一样。

“这些纤维可以形成导电的互连网络,”波尔说。

由于该网络传输电子的速度更快,因此可以更快地为电池充电。