Исследователи из Шотландии обнаружили, что обычная плесень обладает необычными свойствами, когда дело касается питания батарей.
Плесень Neurospora crassa, также известная как красная хлебная плесень, может превращать хлорид марганца в соединение, содержащее оксиды марганца, которые обладают электрохимическими свойствами.
«Это было довольно большим сюрпризом, это было настолько эффективно», - говорит Джеффри Гэдд, микробиолог из Университета Данди в восточной Шотландии.
Команда Гэдда выращивала гриб в среде, содержащей мочевину и хлорид марганца. Материал стал «биоминерализованным». Гэдд говорит: «Вы получаете эту хрустящую, выглядящую кристаллами биомассу». Затем материал нагревали при 300 градусах Цельсия в течение четырех часов, пока он не стал карбонизированным. Полученный продукт представлял собой смесь биомассы и оксидов марганца.
Команда подозревала, что их открытие может быть полезным, поскольку оксиды марганца могут использоваться в качестве электродных материалов для литий-ионных батарей. Дополнительные испытания, проведенные коллегами Гэдда в Китае, показали, что материалы из плесени действительно обладают благоприятными свойствами для использования как в литий-ионных батареях, так и в суперконденсаторах. Материал потерял только 10 процентов своей емкости после 200 циклов зарядки, что позволяет предположить, что он идеально подходит для использования в аккумуляторных батареях.
Литий-ионные аккумуляторы используются в самых разнообразных электронных устройствах, таких как мобильные телефоны и ноутбуки. Их электроды могут быть изготовлены из различных материалов, но оксид марганца является одним из самых дешевых и наименее токсичных. Композит из карбонизированного гриба и оксида марганца, созданный командой Гэдда, по-видимому, обладает особенно многообещающими свойствами по сравнению с оксидами марганца, полученными традиционными способами, с точки зрения его плотности энергии и стабильности.
Исследование, впервые показавшее, что грибы могут помочь синтезировать материалы с электрохимическими свойствами, было опубликовано в журнале Current Biology .
Материал после нагрева (Джеффри Гэдд) Открытие довольно случайно произошло от основного исследования Гэдда, касающегося того, как грибы могут преобразовывать металлы. Гэдд и его команда ранее рассматривали, как грибы могут превращать свинец в загрязненной почве в более стабильную и менее опасную форму, и как грибы могут помочь восстановить редкие, востребованные элементы, такие как селен и кобальт, из отходов. Этот процесс, известный как «биологическое обнаружение», считается основным новым фронтом в борьбе с загрязнением и в стремлении поддерживать постоянное количество ценных элементов в обращении, несмотря на геополитическую напряженность.
Важно отметить, что, хотя N. crassa называют плесенью красного хлеба, это не та пушистая штука, которую вы обнаруживаете в своем несвежом багете, говорит Гэдд.
«Первоначально, когда он был обнаружен, я думаю, что он был изолирован от куска хлеба, но на самом деле это очень редко», объясняет он. «Если ваш хлеб ушел, это на самом деле от других организмов».
Гэдд и его команда часто работают с N. crassa, потому что он быстро растет и весь его геном секвенирован. Но другие организмы могут, вероятно, произвести такое же преобразование.
«Следующим шагом будет правильное изучение [этой работы] в прикладном контексте, увеличение масштабов, повышение производительности, исследование экономики», - говорит Гэдд.
Впрочем, это может быть далеко впереди, и основная работа Гэдда по-прежнему сосредоточена на использовании грибов для биопоисков.
Поэтому в следующий раз, когда вы увидите плесень вокруг дома, проявите к нему немного уважения. Этот скромный грибок может стать будущим устойчивой энергии.
