最近，研究人员从一种野生菌类中发现了一种新型碳纤维材料。这种材料经过纳米颗粒改性，与锂离子电池中最为常见的石墨电极相比，可以呈现出更佳的表现。

据了解，这种野生菌类名为硫磺干酪菌（Tyromyces Fissilis），美国普渡大学(Purdue University)的研究人员正是以这种菌类为原材料，成功制造了一种新型电极。

“为了满足未来电动汽车和电网的储能需求，即使现阶段最为先进的锂离子电池也必须从能量密度与功率输出两个方面进行优化。”普度大学化学工程与材料工程学院副教授Vilas Pol表示，“因此，现在急需开发拥有更高性能的新型电极材料。”

锂电池中的锂离子存在于电解质之中，但在充电阶段，锂离子是存储在电极中的，而目前绝大多数锂离子电池采用的电极材料均为石墨。

Pol教授与博士生Tang Jialiang发现，从硫磺干酪菌中提取的碳纤维材料，经过氧化钴纳米颗粒的改性后，性能优于传统石墨电极材料。Pol教授表示，这种混合设计的优异表现是一种协同作用的结果。

他说，“碳纤维和氧化钴颗粒均具有电化学活性，两者都能参与到反应之中，因此可以提高电极的容量。”

这种新型混合电极的容量很稳定，约为530毫安/克，比石墨电极的容量高1.5倍。

为了提高电池的性能，一种方法是通过添加特定的金属对碳纤维进行改性，比如合金或金属氧化物就允许电极在电池充电时，存储更多的锂离子。据了解，在读博士Tang一直在寻找碳纤维的替代材料，并在探索的过程中发现了这种菌类原材料。

Tang表示，“现阶段，生产电池所需碳纤维材料的过程过于依赖化学过程，而且成本高昂。”

他发现自家后院中一截腐烂的树桩上长出了一种菌类，并决定探索以这种菌类为原材料，生产碳纤维的可能性。

“我对这种菌类的结构很好奇，所以把它切了开来，然后发现这种菌类的属性非常有趣。”他说。“这种菌类很类似橡胶，但同时也非常结实。最有趣的是，当你把它切开后，会发现这种菌类拥有一种纤维性的网状结构。”

与其他菌类相比，硫磺干酪菌中的纤维非常丰富，而这些纤维可以在高温氩气室中发生热解反应，生成真菌纤维状的纯碳。

这些纤维交缠在一起，并没有什么顺序，就像一盘意大利面一样。

Pol表示，“这些纤维可以构成一个导电的互联网络。”

由于这个网络传输电子的速度更快，因此可以提高电池的充电速度。

作者：Jean L. Broge
来源：SAE《航空工程》杂志
翻译：SAE 上海办公室