Krvná bielkovina revolučizuje batérie

Predstavte si, že kľúčom k lacnejším a výkonnejším bateriám je niečo, čo už máte vo svojom tele – vašu vlastnú krv. Znie to ako sci-fi? Možno nie tak veľmi! Nový výskum ukazuje, že hemoglobín, proteín v červených krvinkách zodpovedný za prenášanie kyslíka, by mohol byť revolučným katalyzátorom a inšpiráciou pre budúce generácie batérií. A čo viac, vedci sa pozerajú na elektrické uhe – najmä na elektrického uha – ako na prírodného majstra v oblasti výroby energie!

Kľúčové poznatky

• Hemoglobín ako katalyzátor: Japonská spoločnosť objavila spôsob využitia hemoglobínu ako katalyzátora, čo by mohlo nahradiť drahý platina v nových bateriách a technológiách vodíka.
• Azil – krvou inšpirovaná zlúčenina: Vedci vytvorili "Azil", železo-obsahujúcu zlúčeninu, ktorá napodobňuje hemoglobín a je lacná, odolná a ľahko syntetizovateľná.
• Rekordné napätie v zinkovo-vzdušných bateriách: Kombinácia Azilu so špeciálnym elektrolytom priniesla zinkovo-vzdušnej batérii napätie 2,25 V – o 60 % viac ako je štandard.
• Elektrické uhe a flexibilné batérie: Vedci sa inšpirujú elektrickými uhmi (ktoré využívajú riasy tkaniva na výrobu energie) a vyvíjajú mäkké, flexibilné a bez kovov batérie vhodné pre použitie priamo na tele.

Platina – problém s dostupnosťou

Dnešné ekologické technológie sa spoliehajú na platínu, vzácny a drahý kov, čo obmedzuje ich škálovateľnosť a prispieva k vysokej cene zelenej energie. Hľadanie náhrady za platinu je preto kriticky dôležité pre udržateľnú budúcnosť. Hemoglobín, ktorý sa nachádza v našej krvi, ponúka fascinujúcu alternatívu – je relatívne lacný a hojne dostupný.

Azil: Nový katalyzátor z krvou inšpirovaného zdroja

Výskumníci vytvorili "Azil", železo-obsahujúcu zlúčeninu, ktorá napodobňuje funkciu hemoglobínu. Táto nová látka je odolná, lacná a dá sa vyrábať bežnými procesmi. Azil má modrú farbu v roztoku a predstavuje potenciálne riešenie pre nahradenie platiny v rôznych aplikáciách, vrátane výroby batérií a technológií vodíka.

Zinkovo-vzdušné batérie s rekordným napätím

Kombinácia Azilu so špeciálnym elektrolytom priniesla prelomový výsledok – zinkovo-vzdušná batéria dosiahla neuveriteľné napätie 2,25 V. Toto je o 60 % viac ako štandardné napätie typických zinkovo-vzdušných batérií a otvára dvere k výkonnejším a efektívnejším zdrojom energie.

Inšpirácia z elektrického uha: Batérie pre budúcnosť

Vedci sa obrátili k prírode, konkrétne k elektrickým uhom, aby našli inšpiráciu pre nové typy batérií. Elektrické uhe využívajú riasy tkaniva na výrobu energie a vedci sa snažia napodobniť tento proces pomocou mäkkých, flexibilných a bez kovov batérií.

Počiatočné prototypy založené na hydrogélových kvapkách, ktoré imitujú bunky elektrického uha, dosiahli 110 V, ale mali obmedzenú výdrž a výkon. Nedávny pokrok od Oxford University priniesol výrazné zlepšenie – menšie kvapôčky predĺžili výdrž batérie na viac ako 24 hodín a zvýšili hustotu energie. Univerzita Xian Xiaoong vytvorila pružnú batériu, ktorá sa dá obmotaním okolo zápästia.

Potenciálne aplikácie: Od medicíny po nositeľné technológie

Tieto bio-kompatibilné batérie majú rozsiahle potenciálne použitie. Môžu napájať medicínske implantáty, nositeľné zariadenia, AR kontaktné šošovky a ďalšie budúce technológie. Predstavte si miniatúrnu batériu, ktorá sa dá vložiť do tela a zabezpečí nepretržité napájanie pre zdravotnícke pomôcky!

Záverečné myšlienky

Výskum v oblasti krvou inšpirovaných batérií je ešte len v začiatkoch, ale výsledky sú sľubné. Využitie hemoglobínu a inšpirácia z elektrických uhov otvárajú nové možnosti pre lacnejšie, výkonnejšie a udržateľnejšie zdroje energie. Je to fascinujúci príklad toho, ako sa môžeme učiť od prírody a využívať jej riešenia na vytvorenie lepšej budúcnosti.

Zdroje:

• Undecided with Matt Ferrell - How Blood Holds the Secret to Better, Cheaper Batteries

Približne 152 gCO₂ bolo uvoľnených do atmosféry a na chladenie sa spotrebovalo 0.76 l vody za účelom vygenerovania tohoto článku.