ウイルスから環境に優しい電池を作製

　ありふれた存在のウイルスを利用した新しい電池が開発された。その性能は、一般の電子機器やハイブリッド自動車で使われている最新式充電池に劣らないという。

　現在のリチウムイオン電池で使用されている電極は高コストで有毒なため、安全で無害な材料が探し求められている。

　研究で使われたのは、バクテリアだけに感染するM13というウイルスだ。研究チームはこのウイルスに手を加えて、ウイルス表面で非晶質（アモルファス）リン酸鉄を引き寄せるタンパク質が成長するよう仕向けたのである。

　その結果、非晶質リン酸鉄を原料とするナノメートル幅のワイヤーが作られた。非晶質リン酸鉄は、リチウムイオン電池の電極に現在使われている金属リチウムより低コストで環境にも優しい。

　さらに、ウイルスはその一端がカーボンナノチューブと結合するようにも操作されている。カーボンナノチューブは極めて優れた電気伝導体であるため、電子はカーボンナノチューブを高速移動して非晶質リン酸鉄のネットワークに届き、エネルギーが非常に短い時間で伝達されることになる。

　チームはこれらの素材で電極を作り、市販のリチウムイオン電池に性能面で劣らない硬貨ほどの大きさの電池を開発した。

「得られた性能は積み重なる遺伝子操作の結果だ」と、アメリカのマサチューセッツ工科大学（MIT）で材料科学を研究しているアンジェラ・ベルチャー氏は解説する。

　カーボンナノチューブは依然として高価であり、環境に対するリスクもまだ結論が出ていない。カーボンナノチューブが実用化の障害となる場合は、金や銀といったほかの優れた電気伝導体で代替することもできるという。

　研究はまだ初期段階だが、今回のデモンストレーションで示された2倍の電力性能をすぐに実現できるとベルチャー氏は考えている。研究の詳細は、オンライン版「Science」誌の4月2日号に掲載されている。

Photograph courtesy Hyunjung Yi