煮熟的大米放久了會產生米曲霉菌，人們很早就學會用它來釀酒。浙大材料科學與工程學院夏新輝研究員日前找到了米曲霉菌的一項新功能——制備擁有長續航能力的電池。生物材料“跨界”進入能源領域，這一極富創造性的成果近日在國際著名期刊《先進材料》（Advanced Materials）發表。
霉菌有許多危害，但人們又總能發現其意想不到的用途。大名鼎鼎的青霉素就是在一次偶然中被發現的。夏新輝研究員研究霉菌，則是從幾個發霉的爛橙子開始的。他和博士生鐘宇在掃描電子顯微鏡下仔細查看了這些霉菌孢子的結構，突然意識到這也許能用來破解新一代電池研發中遇到的難題。
研發新一代鋰離子動力電池納入了多個國家重點研發計劃，一個關鍵的措施是找到新型的電池正極材料！艾F在人們普遍看好硫元素，它容量密度高、能量足，能讓電池更高效地儲存能量，提高續航能力！ 夏新輝說，但單質硫存在一個致命弊端，就是硫本身絕緣，且反應的中間產物會溶于電池的電解液中，損失很快，意味著續航能力不行。所以鋰硫電池的強大屬性目前僅停留在理論層面，一直未能商用。
霉菌孢子碳進入夏新輝的視野，正是因為其生物結構能為硫元素提供一處好“房子”，進而克服這些弊端。“在導電性能好的‘房子’里把硫安頓好后，才能讓這一元素真正發揮儲能作用！毕男螺x說。
科研人員發現，霉菌孢子及其碳化改性后的孢子碳材料具有非常特殊的多孔微納結構，在小小的體積里有很高的表面積，這樣既能儲存更多的硫，對反應中間物也有很好的吸附效果。霉菌孢子中的各種蛋白質在高溫碳化后留下了氮、磷等元素，它們摻雜在碳材料中，進一步增強導電性，并能從多個維度改善電池性能。
為了找到表現最優異的霉菌種類，夏新輝課題組做了許多嘗試。浙大玉泉校區北門外有一個水果攤，店主把各種爛水果送給課題組作為實驗材料。“我們最終發現，米曲霉菌和木霉菌結構功能好，又適合大規模培養！辩娪钫f，于是他們又向食堂收集煮熟的廢棄大米。
目前，在夏新輝團隊的實驗室里，用住進米曲霉菌孢子碳里的硫元素制備的高能硫鋰電池，續航能力比市場上最好的電池高出3倍，產業化前景看好。
相關數據顯示，我國每年因霉變造成的食材和貨物損失高達2100萬噸，其中保存期限較短的食物和果蔬的損失更是數不勝數。夏新輝說，若能將上述廢棄糧食果蔬重新發酵利用，用于制備霉菌孢子碳材料，可產生良好的經濟效應。
論文鏈接https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201804011
