Испанские и аргентинские ученые разработали аккумулятор на основе гемоглобина
Такая батарея работает несколько недель, ее можно применять в имплантируемых устройствах.
Гемоглобин – белок, содержащийся в клетках крови (эритроцитах) и выполняющий в организме важную функцию: доставляет кислород от легких к тканям, а обратно в легкие уносит углекислый газ.
Многие ученые давно считают, что в силу своих свойств гемоглобин можно использовать в разработке электрохимических элементов питания, в которых кислород играет ключевую роль.
Ранее исследователи из Оксфордского университета (Великобритания) провели серию экспериментов с гемоглобином и выяснили, что он хорошо подходит для окислительно-восстановительных процессов (или редокс-реакций), посредством которых химическая энергия трансформируется в электрическую.
Тогда некоторые специалисты предположили, что жизненно важный белок может подойти для создания воздушно-цинковых батарей.
При работе такие элементы питания используют в качестве поглощаемого из воздуха катод кислород, а как анод — порошок цинка.
Группа ученых из Национального университета Кордовы (Аргентина) и Политехнического университета Картахены (Испания) попыталась воплотить эту идею в жизнь.
Химики разработали первую биосовместимую воздушно-цинковую батарею, где в электрохимической реакции, превращающей химическую энергию в электрическую, участвует гемоглобин.
Важно, что устройство не наносит вред здоровью.
Результаты работы опубликованы в журнале «Energy & Fuels».
В такой батарее белок крови играет роль катализатора, он отвечает за реакцию восстановления кислорода, являющуюся ключевым процессом в электрохимических устройствах для преобразования и хранения энергии.
Во время этой реакции после попадания воздуха в батарею кислород участвует в реакции, в результате которой образуется вода.
После чего высвобождаются электроны, которые затем переходят к цинковому аноду, где происходит реакция окисления цинка.
«Чтобы катализатор хорошо работал, он должен обладать двумя свойствами: быстро поглощать молекулы кислорода и относительно легко образовывать молекулы воды. Гемоглобин полностью отвечает этим требованиям», – объяснил Мануэль Луна (Manuel Luna), один из авторов исследования.
По словам ученого, прототип батареи, созданный его командой, работал с 0,165 мг гемоглобина в течение 20-30 дней.
Такие элементы питания более устойчивы к неблагоприятным условиям окружающей среды, в отличие от других аккумуляторов, что позволит безопасно использовать их в кардиостимуляторах и других вживляемых в организм приборах.
Исследователи отметили, что главный минус их разработки ее невозможно перезарядить.
Чтобы устранить этот недостаток, необходимо подобрать еще один биологический белок, который будет превращать воду в кислород, над чем сейчас и работают ученые.
Новое устройство можно использовать только в кислородной среде.
- Другие новости: В КОНГРЕССЕ США ПРЕДСТАВИЛИ «ПЛАН ПОБЕДЫ УКРАИНЫ»
