MIT-onderzoekers bouwen microbatterijen met virussen

Onderzoekers van het Massachusetts Institute of Technology hebben met behulp van een genetisch gemodificeerd virus een micro-batterij gebouwd. Het fabricageproces zou eenvoudig zijn en efficiënte batterijen opleveren.

Het MIT-lab maakte gebruik van virus 'M13' om organisch materiaal in elektronica te incorporeren en daarmee een accu te bouwen. Het virus heeft een vezelstructuur en is van een lang, dun, haarachtig type, dat aan nanodraadjes doet denken: M13 is enkele honderden nanometers lang en slechts 6,5nm in doorsnee. De genetische modificatie die M13 onderging, vergrootte de affiniteit van het virus voor kobaltoxides, een in batterijen veelgebruikt materiaal. De virussen met kobalt-coating zouden in de kleine accu's als anode dienst doen.

Om de accu's te maken werd een mal van pdms gemaakt. Daarop werd een coating van 150nm dik aangebracht, die uit twaalf lagen van twee afwisselende elektrolyten bestond. Op deze elektrolyt-laag werd een laagje M13-virussen aangebracht, die in een kobaltoxide-oplossing waren gedoopt. Vervolgens werden elektrolyten en virussen overgebracht op een platina substraat. Een stukje in lithium gedoopt koper diende als kathode.

De onderzoekers slaagden erin de aldus ontstane batterijen door meerdere laad- en ontlaad-cycli te laten gaan, waarbij een centimeter accu-materiaal 375 tot 460nAh bleek te kunnen opslaan. Volgens het MIT-team zouden dergelijke batterijen op vrijwel elk materiaal, waaronder flexibele plastics, kunnen worden aangebracht. De horde die het team nu nog moet nemen, is het aanpassen van het productieproces zodat ook een kathode in de accu's wordt ingebouwd. Overigens is de geringe energie die de accu's kunnen leveren, vooralsnog alleen geschikt voor de voeding van micro-apparatuur.