麻省理工學(xué)院(MIT)研究人員發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)基因病毒可以大大提升電池的性能。據(jù)悉，一種名叫M13的轉(zhuǎn)基因病毒能夠抓取水中的金屬分子，組成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。

科學(xué)家用M13病毒收集制作電池陰極的極佳材料——氧化錳，制造大約80納米寬的氧化錳納米線。和傳統(tǒng)化學(xué)方法制造的納米線相比，病毒納米線表面粗糙不平，表面積顯著增大。最后還要加入少量鈀等金屬元素，提升電極的導(dǎo)電性，促進(jìn)充電和放電時(shí)的化學(xué)反應(yīng)。據(jù)了解，在蘇格蘭吉厄島，一項(xiàng)斥資二十五萬(wàn)英鎊的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目即將展開，該項(xiàng)目旨在解決一個(gè)非常重要的科技問題：怎樣儲(chǔ)存風(fēng)能、潮汐能并且合理使用在農(nóng)業(yè)中。這一項(xiàng)目，還包括建造一種新型的“電池建筑物”，它可能將在未來扮演儲(chǔ)存著巨大能量的電池的角色。所有在該島產(chǎn)出的風(fēng)能，潮汐能都將被儲(chǔ)存進(jìn)去以備未來使用。

將與政府合作完成這一項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人約翰塞繆爾介紹，在這個(gè)“電池建筑物”上儲(chǔ)存電能并不簡(jiǎn)單，普通的標(biāo)準(zhǔn)鉛酸電池通常會(huì)很快就耗費(fèi)掉它所儲(chǔ)存的電能，目前正在研發(fā)的電池將不會(huì)出現(xiàn)這種情況，科研組將進(jìn)行多次試驗(yàn)，以確保達(dá)到這一目標(biāo)。

報(bào)道稱，塞繆爾還聲稱，這些電池一旦研發(fā)成功投入使用，即使吉厄島上沒有風(fēng)力來輔助風(fēng)車轉(zhuǎn)動(dòng)，這些電池還是可以源源不斷地為當(dāng)?shù)孛窬犹峁┦€(gè)小時(shí)一百千瓦的電力。據(jù)《自然》雜志官網(wǎng)周日刊登的消息稱，這種新型電池能將所吸收的太陽(yáng)能的一半轉(zhuǎn)化成電力，這是目前太陽(yáng)能電池的兩倍，因此能降低電力輸出所需要的電池?cái)?shù)量，除此之外，該電池能降低太陽(yáng)電池板的成本，大幅度削減安裝成本，而安裝成本是現(xiàn)在太陽(yáng)能項(xiàng)目中開銷最大的一部分。

該新型電池?zé)o需電場(chǎng)就能產(chǎn)出電流，這能削減電池所需材料，同時(shí)產(chǎn)出更大電力。但文章同時(shí)指出，這項(xiàng)技術(shù)仍然在開發(fā)階段，還有一部分技術(shù)難題有待于攻克。

太陽(yáng)能電池是通過光電效應(yīng)或者光化學(xué)效應(yīng)直接把光能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。此項(xiàng)技術(shù)一旦發(fā)明成功將對(duì)國(guó)內(nèi)光伏企業(yè)，特別是自主擁有光伏發(fā)電站的企業(yè)，有較大的推動(dòng)作用。而中國(guó)對(duì)于太陽(yáng)能發(fā)電也非常重視。

早在2003年10月，國(guó)家發(fā)改委、科技部制定出未來5年太陽(yáng)能資源開發(fā)計(jì)劃，發(fā)改委"光明工程"將籌資100億元用于推進(jìn)太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用。在今年11月國(guó)家能源局下發(fā)《關(guān)于征求2013、2014年光伏發(fā)電建設(shè)規(guī)模意見的函》，要求在不出現(xiàn)棄光限電的情況下，2014年光伏發(fā)電的建設(shè)規(guī)模提高兩成，達(dá)到12GW。提起病毒這一名詞，我們一般會(huì)聯(lián)想到HIV、SARS等負(fù)面詞匯；但如果將其特性應(yīng)用在特定場(chǎng)景，卻能在很大程度上服務(wù)于人類。比如電池汽車上使用的電池。

要延長(zhǎng)電動(dòng)汽車的續(xù)航里程，無非就是從兩點(diǎn)出發(fā)：要么增加電池?cái)?shù)量，要么增加電池容量。第一個(gè)選擇毫無疑問會(huì)增加汽車的整備質(zhì)量，因此即便增加了電池，電動(dòng)機(jī)的負(fù)載也隨之增大，續(xù)航里程不見得會(huì)有提升；所以只能訴諸于第二種選擇，也即增加電池的能量密度。

目前，市場(chǎng)絕大多數(shù)的電動(dòng)汽車動(dòng)力電池都是鋰離子電池（比如BMW i3等純電動(dòng)車），而鎳氫電池則占很小一部分（比如豐田Prius混動(dòng)車），原因就是鋰離子電池的能量密度要大于鎳氫電池。

近日，麻省理工學(xué)院（MIT）的一個(gè)研究小組在《自然通訊》雜志上發(fā)表了一篇論文指出，他們可以利用一種叫做M13的經(jīng)過基因改良的良性病毒，來幫助延長(zhǎng)電動(dòng)汽車的續(xù)航里程，最高可達(dá)3倍。在電動(dòng)汽車動(dòng)力電池續(xù)航水平普遍遭遇瓶頸的今天，利用生化手段來解決這一問題實(shí)屬首次。

在鋰-空氣電池中放入M13良性病毒，然后加入金屬鈀作為催化劑，M13就會(huì)“抓取”電解液中的金屬分子，使氧化錳凝結(jié)成直徑約為80納米的納米線。當(dāng)大量的納米線凝聚在一起后，就形成由氧化錳為材料的鋰電池的陰極。在這里，鋰離子進(jìn)行還原反應(yīng)生成過氧化鋰。

那么這種由病毒制造出的陰極有什么特點(diǎn)呢？與一般地通過化學(xué)反應(yīng)制造出的氧化錳不同，這種納米線呈荊刺狀。換句話說，就是增大了陰極上鋰離子反應(yīng)的表面積，從而增加了電池的能量密度。

這個(gè)看起來很簡(jiǎn)單的生化電池技術(shù)，卻能在很大程度上提升鋰離子電池的能量密度，延長(zhǎng)電動(dòng)汽車的續(xù)航里程。當(dāng)前市場(chǎng)上主流的電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航里程都在160公里左右，而MIT的研究人員稱，采用了生化技術(shù)的鋰-空氣電池能把續(xù)航里程延長(zhǎng)到550公里。鋰-空氣電池作為動(dòng)力電池未來的一個(gè)重點(diǎn)研究方向，其能量密度已經(jīng)接近于傳統(tǒng)的汽油。而采用生化電池技術(shù)則能進(jìn)一步提升這一水準(zhǔn)。

這里簡(jiǎn)要介紹下所謂的鋰-空氣電池。這是鋰離子電池、也是金屬-空氣電池的一種， 其由鋰金屬作為陽(yáng)極反應(yīng)物，由空氣中的氧氣作為陰極反應(yīng)物。

由于鋰金屬相較鈉、鈣、鎂、鋅等金屬具有較高的能量密度（3840mAh/g)，所以在金屬-空氣電池中鋰是首選的陽(yáng)極反應(yīng)物。又由于陰極使用的是空氣，所以較其他鋰電池，可以進(jìn)一步減輕電池的體積和重量。與普通的鈷酸鋰電池、磷酸鐵鋰電池相比，鋰-空氣電池的能量密度要高出5-15倍。這就為研發(fā)低價(jià)位、高續(xù)航的大眾化電動(dòng)汽車提供了理論支持。

其實(shí)，第一臺(tái)汽油機(jī)與第一臺(tái)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)都是誕生于19世紀(jì)80年代，可謂是同期工業(yè)革命的產(chǎn)物。但在之后的一百多年里，汽車的動(dòng)力來源卻被以汽油機(jī)為代表的內(nèi)燃機(jī)所統(tǒng)治，電動(dòng)汽車一直都是邊緣產(chǎn)品。這里面最主要的原因，并不是內(nèi)燃機(jī)與電動(dòng)機(jī)的發(fā)展水平有所差距，而應(yīng)歸結(jié)于最根本能量來源——電池。因?yàn)槠嚬I(yè)中常有的動(dòng)力電池的能量密度遠(yuǎn)低于燃油，所以電池一直沒有成為與燃油并列的能源，也就是我們常說的電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航里程不足。

不過近幾年隨著電池技術(shù)的不斷提升，以及各種新型電池材料的發(fā)現(xiàn)與應(yīng)用，電動(dòng)汽車動(dòng)力電池的性能和制造成本得到了進(jìn)一步優(yōu)化。

雖然說Tesla的Model S 85kWh的車型已經(jīng)可以到達(dá)480公里的續(xù)航水平，但畢竟售價(jià)接近9萬(wàn)美元；而且電池占用的體積很大，也增加了汽車的整備質(zhì)量。所以，研發(fā)體積小、能量高的動(dòng)力電池仍然是個(gè)重要課題。令人興奮的是，Tesla目前已經(jīng)在做這件事了。據(jù)Tesla提交的一份專利顯示，目前Tesla正在研發(fā)一套電池/電池混合動(dòng)力系統(tǒng)，即一個(gè)金屬-空氣電池、一個(gè)非金屬-空氣電池。這意味著Tesla也在考慮將金屬-空氣電池應(yīng)用到旗下車型，以進(jìn)一步增加其續(xù)航里程。據(jù)悉這一系統(tǒng)能使電動(dòng)汽車的續(xù)航里程達(dá)到640km。