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电池和环境

该材料在电力电动汽车,笔记本电脑和智能手机已被证明损害的主要土壤细菌的锂离子电池的心脏,根据新的研究在杂志在线发表 材料化学.

在威斯康星 - 麦迪逊大学和明尼苏达大学的研究由研究员是一个早期信号,即越来越多地使用可再充电电池使用了新的纳米级材料的权力便携式电子产品和电动和混合动力汽车可能有数不清的环境后果。

研究人员通过威尼斯人官网app的化学教授领导 罗伯特hamers 探索了化合物镍锰钴氧化物(NMC),在纳米颗粒的形式,其被迅速结合到锂离子电池技术制造一个新兴的材料,在共用土壤和沉​​积物细菌希瓦氏菌oneidensis中的影响。

教授。罗伯特hamers

“据我们所知,这就是会看这些材料对环境的影响第一项研究中,说:” hamers,谁与明尼苏达州的化学家克里斯汀·海恩斯和威尼斯人官网app的土壤学家大学教授的实验室合作 乔尔·佩德森 执行新的工作。

在纳米尺度上制造NMC和其它混合金属氧化物有望成为用于存储能量用于便携式电子设备和电动车辆的主要材料。材料,笔记hamers,既便宜又有效。

“镍是便宜。它在能量储存不错。它也是有毒的。所以是钴,” hamers金属化合物,当在纳米颗粒的形式制成,在电池成为一种有效的阴极材料,和一个充电比传统电池更有效的部件的说,由于其纳米级的属性。

hamers,海恩斯和Pedersen测试了其对金属离子转换为营养物质的能力已知一种耐寒的土壤细菌NMC的影响。普遍存在于环境和世界各地发现,希瓦氏菌oneidensis中,海恩斯说,是“潜在的金属释放工程纳米材料的研究尤为重要。你能想象希瓦氏菌既可作为毒性指标物种和作为一个潜在的bioremediator“。

经受通过降解NMC释放的颗粒,细菌表现出抑制生长和呼吸。 “在纳米尺度上,NMC溶解固液异,说:”海恩斯,比释放更多的锰镍和钴。 “我们要进一步挖掘到这一点,并找出这些离子如何影响细菌的基因表达,但这项工作还在进行中。”

海因斯补充说,“这不是合理的概括从一个细菌菌株的结果,整个生态系统,但是这可能是第一个‘红旗’这使我们更广泛地考虑这一点。”

组,其中国家科技的主持下进行了这项研究基金会资助 中心可持续纳米技术 在威尼斯人官网app,还计划研究对高等生物NMC的影响。

根据hamers,最大的挑战将保留旧锂离子电池进行垃圾填埋场,在那里他们将最终打破,并可能释放它们的组分材料到环境中。

“有回收铅蓄电池一个很好的国家基础设施,”他说。 “但是,由于我们对这些更便宜的材料搬到那里不再回收强大的经济力量。但即使经济驱动程序是这样的,你可以使用这些新的工程材料,这个想法是让他们出来的垃圾填埋场。那里将是75至80磅在电动车辆的阴极这些混合金属氧化物的“。

Hamers argues that there are ways for industry to minimize the potential environmental effects of useful materials such as coatings, “the M&M strategy,” but the ultimate goal is to design new environmentally benign materials that are just as technologically effective.

特里德维特,大学通信

照片:希瓦氏菌oneidensis中兴旺金属离子,将它们转换为像铁充当营养物其它微生物金属。细菌显示出通过将化合物镍锰钴氧化物,其在纳米颗粒形式生产并有望成为在锂离子电池中,将权力便携式电子设备和电动车的主导材料受到伤害。插图由埃marushchenko,明尼苏达大学