6.4.2006, 20:05 Uhr
Mehr Saft aus Virus-Akkus
Ein Bakterien befallendes Virus könnte die Kapazität von Lithium-Ionen-Akkus erhöhen. Entsprechende Resultate präsentiert eine amerikanische Forschergruppe im Magazin "Science". Mit Kontaktstellen für Metalle gespickt, liefert das Virus demnach die Basis für die Herstellung von Elektroden mit sehr großer Oberfläche.
Die Prototypen derartiger Elektroden auf Kobaltbasis wiesen eine Stromkapazität von über 600 Milliamperestunden pro Gramm Elektrodenmaterial auf, berichten Angela Belcher und ihr Team vom Massachusetts Institute of Technology in Cambridge. Dies sei gut das Doppelte des Wertes, der mit derzeitigen Elektroden auf Kohlenstoffbasis erreicht werde.
Belcher und Kollegen nutzten für ihre Versuche den Bakteriophagen M13, ein Virus von wenigen Nanometern Durchmesser und einigen Hundert Nanometern Länge. Die Gruppe veränderte das Gen für das Hauptprotein der Virushülle so, dass das Protein an seiner Außenseite eine Abfolge von vier negativ geladenen Aminosäuren trug - Anlagerungsstellen für positiv geladene Kobaltionen. An den fadenförmigen Viruspartikeln als "Schablonen" wuchsen nun schon bei Raumtemperatur zwei bis drei Nanometer feine Drähte aus kristallinem Kobaltoxid (Co3O4) mit einer Oberfläche von über 140 Quadratmetern pro Gramm.
Versuchsweise konstruierte die Gruppe einen kleinen Lithium-Ionen-Akku, in dem eine Matte der Virus-Nanodrähte als positive Elektrode fungierte. Die Messungen ergaben eine hohe Stromkapazität über mehrere Zyklen von Laden und Entladen. Die Kapazität stieg nochmals um etwa ein Drittel, als Belcher und Kollegen die Virushülle so veränderten, dass das Elektrodengeflecht neben Kobaltoxid-Nanodrähten auch Nanopartikel aus Gold enthielt. Die Gründe für diesen Effekt seien allerdings noch unklar, schreiben die Forscherin und ihr Team.
Forschung: Ki Tae Nam und Angela M. Belcher, Department of Materials Science and Engineering und Institute for Soldier Nanotechnologies, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge
Veröffentlichung Science Express, 6. April 2006, DOI 10.1126/science.1122716
WWW:
Belcher Group, MIT
Lithium-Ionen-Akku
Bacteriophages, M13
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