Vírus termel áramot az akkumulátorban
A mostanában használt akkumulátorokban az oldatban lévő lítiumionok vándorolnak az elem két pólusa, a negatív töltésű anód és a pozitív töltésű katód között. A Massachusettsi Egyetem kutatói egy M13 nevű bakteriofág segítségével készítették el a két elektródot. Ez a vírus csak baktériumokat tud megfertőzni, az emberre nézve teljesen ártalmatlan.
Az anód elkészítése során az M13 külső fehérjeburkát úgy módosították, hogy képes legyen megkötni a felszínén a kobalt-oxidot és az aranyat. Az így létrejött szerkezet nanoszálakat, majd nanofilmeket alkot. A kobalt-oxid nagyon jó kapacitástároló - így az akkumulátor sokáig használható mielőtt lemerül -, az arany pedig az energiasűrűséget növeli, hogy a készülék kellően kis méretben is előállítható legyen.
Az Angela Belcher vezette kutatócsoport az anódot már három éve előállította, a katódot viszont csak most sikerült a vírus segítségével elkészíteni, mivel ehhez rendkívül jó vezetőképességű anyagra volt szükség. Az elektródban a vírus egy másik változata amorf vas-foszfátot köt meg, majd szén nanocsövekhez kapcsolódik. Az így képződő, nagyon jól vezető nanostruktúrában áramlanak az elektronok.
Az akkumulátor környezetbarát: ha teljesen lemerül, akkor sem marad utána veszélyes hulladék. Ellentétben a jelenleg használt lítiumakkumulátorok készítéséhez szükséges körülményekkel, az elektródok előállításának minden lépése - leszámítva a széncsöveket - szobahőmérsékleten és légköri nyomáson is elvégezhető.
Ahhoz, hogy az új akkumulátor gazdaságos legyen, még számos problémát meg kell oldani. A legfontosabb kérdés az élettartam: míg a most használt akkumulátorokat 300-400 vagy még több alkalommal, a vírus készítette áramforrást csak 100-szor lehet újratölteni. Az elem teljesítményét is lehetne növelni, ha jobb vezetőanyagok segítségével sikerülne nagyobb kapacitású katódot előállítani. A költségek szempontjából pedig a szén nanocső a sarkalatos pont, hiszen ez az elem legdrágább és legnehezebben előállítható része. A massachusettsi kutatók jelenleg is keresik az alternatívákat: mangán- és nikkel-foszfáttal, illetve arannyal és platinával kísérleteznek.
Bár többen kételkednek a vírusakkumulátor sikerességében, a pénzérme nagyságú prototípust már az amerikai elnök, Barack Obama is látta. Ha Angela Belcher csoportja támogatást nyerne, a "zöldakkumulátor" hamarosan a piacon is megjelenhetne.