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Le MIT crée une batterie à partir d'un virus génétiquement modifié

Le MIT crée une batterie à partir d'un virus génétiquement modifié

Le MIT a créé une batterie à partir d'un virus génétiquement modifié pour capter des nanotubes de carbone afin de créer et de développer les composants nécessaires à la fabrication d'une batterie.

Les ingénieurs du MIT ont découvert que la modification génétique d'un virus lui permettait de collecter les matériaux nécessaires pour fabriquer les extrémités positives et négatives d'une batterie lithium-ion. Les caractéristiques des nouvelles batteries correspondent presque exactement aux performances des batteries rechargeables de pointe actuellement utilisées dans les voitures hybrides et les appareils électroniques personnels.

La production des batteries peut également être fabriquée à bas prix sans processus dommageable pour l'environnement. La synthèse de la batterie "a lieu à température ambiante et en dessous et ne nécessite aucun solvant organique nocif, et les matériaux qui entrent dans la batterie ne sont pas toxiques", rapporte le MIT.

Traditionnellement, la batterie lithium-ion utilise des ions lithium qui s'écoulent entre une anode en graphite chargée négativement et une cathode chargée positivement généralement constituée d'oxyde de cobalt ou de phosphate de fer lithium. Cependant, une équipe du MIT a découvert une méthode pour modifier génétiquement les virus

Mécanisme d'auto-assemblage du virus M13 modifié [Source de l'image: Jean-Marie Tarascon /Nanotechnologie de la nature]

Selon le MIT, la batterie est obtenue par

"des virus génétiquement modifiés qui se revêtent d'abord de phosphate de fer, puis s'emparent de nanotubes de carbone pour créer un réseau de matériaux hautement conducteurs. Parce que les virus reconnaissent et se lient spécifiquement à certains matériaux (nanotubes de carbone dans ce cas), chaque nanotubes de être électriquement "câblé" à des réseaux conducteurs de nanotubes de carbone. Les électrons peuvent voyager le long des réseaux de nanotubes de carbone, percoler à travers les électrodes vers le phosphate de fer et transférer de l'énergie en très peu de temps. "

La bactérie sélectionnée est un bactériophage, ce qui signifie qu'elle ne peut infecter que les bactéries tout en restant inoffensive pour l'homme.

Après les premières expériences de création d'une batterie viable mais peu performante, l'équipe a décidé d'introduire les nanotubes en carbone dans le but d'augmenter la conductivité de la cathode sans trop de poids externe. Avec la nouvelle modification, les virus ont pu s'auto-assembler un nanofil après être devenus une anode en collectant de l'oxyde de cobalt et de l'or sur eux-mêmes, améliorant encore les performances de la batterie d'origine virale. Les nouvelles batteries créées ont démontré des caractéristiques extraordinaires car les batteries maintenaient une densité d'énergie élevée (~ 200 W h kg−1) et une puissance spécifique élevée (~ 4,5 kW kg−1). En attendant d'améliorer la dégradation du cycle de charge, il pourrait être un candidat viable pour être utilisé dans les voitures électriques et autres appareils électroniques. Cependant, alors que les batteries ont pu atteindre 100 cycles de charge sans perdre beaucoup de capacité, après les 100 premiers cycles, les performances commencent à se dégrader beaucoup plus rapidement que les batteries lithium-ion actuelles.

Imperturbable face au revers mineur, l'équipe a décidé d'aller de l'avant avec davantage d'expérimentation. Après le succès initial de la démonstration de la faisabilité de la création d'une batterie à partir d'un virus, peut-être que quelques modifications supplémentaires pourraient voir la batterie devenir plus fiable et résiliente à la dégradation, ce qui en fait une alternative économique et écologique aux autres méthodes de production de batteries. Les nouvelles batteries pourraient devenir les futurs magasins d'énergie pour les voitures électriques et les appareils électroniques.

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Écrit par Maverick Baker


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