코발트 산화물 나노와이어 양극

M13 생체광물화(biomineralization)로 성장된 CoO 나노와이어로, 2008년 PNAS 논문의 스탬프 공정 마이크로배터리에서 Li-이온 배터리 양극으로 사용됨. EEEE- (사중글루탐산, tetraglutamate) p8 외피 단백질을 주형으로 하여, CoCl₂ (1 mM, 15 min) 처리 후 NaBH₄ (5 mM) 핵생성을 순차적으로 수행하고 이어지는 자발적 산화 반응으로 제조됨 (see Nam et al., PNAS (2008), Methods).

• 20 μm Pt 마이크로밴드 위 8 μm 마이크로전극 어레이에서, 복합체는 26 nA에서 375–460 nAh, 255 nA에서 100–150 nAh를 공급하며; 마이크로전극 하나당 용량은 625–766 pAh로 추정됨 (20 μm 마이크로밴드당 마이크로전극 150개; Pt는 26 nA에서 ~41 nAh 기여) (see Nam et al., PNAS (2008), Fig. 4A–C, p. 3–4) → see microbattery-discharge-capacity.
• 방전 프로파일은 치환 반응(displacement-reaction) 기반 Co₃O₄ 거동과 일치함.

M13-bacteriophage-scaffold의 EEEE-p8 변이체를 주형으로 하며; stamped-microbattery-electrode의 양극 구성 요소; virus-templated-electrode-micropatterning으로 제작됨.

계통 참고: 동일한 바이러스 주형 코발트 산화물 나노와이어 화학은 2006년 Science 논문에서 독립형 전극 소재(Co₃O₄)로 최초 보고된 바 있음 (Co₃O₄-virus-nanowire, Nam et al., Science (2006), ref 5). 본 페이지는 마이크로패터닝 마이크로배터리 적용 사례를 다루며; 해당 논문은 중량 비용량(gravimetric specific capacity)이 2006년 데이터와 유사할 것으로 예상하나, 본 기하학적 구조에서의 재측정은 수행하지 않음.