p Leptothrix ochracea é uma espécie de bactéria oxidante de ferro que existe em hidrosferas naturais, onde a água subterrânea se espalha pelo mundo. Curiosamente, a bactéria produz Fe ³⁺ à base de partículas de óxido amorfo (ca 3 nm de diâmetro; Fe ³⁺ :Si ⁴⁺ :P ⁵⁺ ～ 73:22:5) que prontamente se montam em bainhas microtubulares que abrangem a célula bacteriana (cerca de 1 μm de diâmetro, cerca de 2 mm de comprimento, Figura 1). A massa dessas bainhas (chamadas eu -BIOX:Óxido de ferro biogênico produzido por Leptothrix ) geralmente é considerado um desperdício inútil, mas Jun Takada e colegas da Universidade de Okayama descobriram funções industriais inesperadas de eu -BIOX como um grande potencial como um material de ânodo em bateria de íon de lítio. p Desde o uso da bateria, que é uma fonte elétrica poderosa para dispositivos elétricos portáteis, se expandiu para uma variedade de novas áreas, como transporte e armazenamento de energia elétrica, têm sido exigidos aprimoramentos da capacidade da bateria e esforço para desenvolver novos materiais de eletrodo. Os processos gerais de nanodimensionamento e modificação de superfície apropriada que são necessários para ajustar a propriedade da bateria são complicados e ineficazes em termos de custo. Por contraste, eu -BIOX é um material de eletrodo de baixo custo e fácil de manusear, já que sua textura básica é composta de partículas nanométricas.

p As propriedades de descarga de carga de simples eu -BIOX / Li-metal células foram examinadas a taxas de corrente de 33,3 mA / g (0,05 C) e 666 mA / g (1 C) para tensões de 0 a 3 V ao longo de 50 ciclos (Fig. 2). Além disso, mudanças eletrônicas e estruturais foram analisadas microscopicamente por TEM / STEM / EELS e ⁵⁷ Espectroscopia Fe Mӧssbauer.

p Os resultados mostraram que eu -BIOX exibiu um alto potencial como um Fe ³⁺ / Fe ⁰ material de ânodo de conversão. Sua capacidade era significativamente maior do que os materiais convencionais de carbono. Notavelmente, a presença de componentes menores de Si e P no original eu -Partículas nanométricas BIOX resultaram em uma arquitetura de eletrodo específica e bem definida. Uma vez que o centro eletroquímico à base de Fe está embutido na textura amorfa à base de Si / P, uma coagulação indesejável de centro à base de Fe é evitada.

p Takada e seus colegas propuseram uma abordagem única para desenvolver novos materiais de eletrodo para baterias de íons de lítio. Este é um exemplo que mostra que os óxidos de ferro de origem bacteriana são uma fronteira inexplorada na química do estado sólido e na ciência dos materiais.