در سال های اخیر باتری های لیتیوم هوایی که وعده بهبود تراکم قدرت به ازای هر پوند را نسبت به باتری های لیتویم-یونی داده اند، موضوع تحقیقات بسیاری در تلاش برای بخشیدن محدوده وسیع تر به وسایل نقلیه الکتریکی قرار گرفته اند. با بهره گیری از کمک یک ویروس اصلاح شده ژنتیکی، محققان موسسه MIT شیوه ای را برای بهبود عملکرد و دوام باتری های لیتیوم-هوا یافته اند که می توان بدین شیوه، دو یا سه برابر تراکم انرژی باتری های لیتیوم-یون فعلی را ارائه داد.
عملکرد باتری لیتیم هوا
دلیل اصلی انرژی تولید شده بالاتر توسط باتری های لیتیوم-هوا نسبت به باتری های لیتویم-یون این است که به جای ترکیبات سنگین مرسوم مورد استفاده در باتری های لیتیوم-یون آن ها از اکسیژن هوا جهت واکنش با آند لیتیوم از طریق کاتد هوای مبتنی بر کربن استفاده می کنند. نانوسیم های بکار برده شده به عنوان یکی از الکترودهای این باتری معمولا از طریق یک فرآیند شیمیایی با انرژی بالا ایجاد می شوند که منجر به تولید الکترودهایی با سطح صاف خواهد شد.
با استفاده از یک نسخه اصلاح شده ژنتیکی از ویروس M13، محققان MIT قادر به افزایش سطح مجموعه نانوسیم ها شدند که حدود ۸۰ نانومتر می باشد.
این ویروس ها سیم هایی را از اکسید منیزیم می سازند، موادی که اغلب برای کاتد باتری های لیتیوم-هوا استفاده می شده است و دارای سطح محکم و سوزنی می باشد. داشتن سطح سوزنی به جای سطحی صاف منجر به ایجاد سطوح بیشتر برای واکنش های شیمیایی می شود. این فرایند همچنین موجب ایجاد ساختار سه بعدی می شود که الکترودهای باثبات تری در نتیجه آن به وجود می آیند. از دیگر مزایای این است که فرایند ویروسی همچنین بر اساس آب بوده و در دمای اتاق انجام می گیرد.
شیمی در ابتدا با استفاده از روش های بیولوژیکی توسعه یافت اما سپس به راحتی جایگزینی برای تولید مقیاس پذیر صنعتی در تولید واقعی شد.
باتری لیتیم هوا
محققان تنها کاتدی را با استفاده از فرایند ویروسی تولید کردند و مواد تولید شده از طریق ۵۰ چرخه شارژ و دشارژ تست شد که در برابر هزاران چرخه تست باتری های وسایل نقلیه الکتریکی چیزی به حساب نمی آید