Сензационно: създаден е първият в света прототип на батерия използваща хемоглобин
Откритието по нещо припомня на емблематичния филм „ Матрицата “.
Хемоглобинът, който участва в съвсем всички бозайници, неотдавна бе употребен в новаторски първообраз на цинково-въздушна батерия. В тази нова система хемоглобинът взе участие в реакцията на възобновяване на кислорода. В стандартните цинково-въздушни акумулатори тази роля нормално се извършва от благородни метали или съединения на основата на благородни метали, като платина или платинови сплави. В този смисъл хемоглобинът може да стане една евентуално по-екологична опция. Едно от най-обещаващите приложения на батерията с хемоглобин и цинк обаче е потреблението ѝ в медицинските електронни устройства за имплантиране.
Хемоглобинът, основен протеин, съдържащ се в алените кръвни кафези, извършва две значими биологични функционалности. Първо, той оказва помощ за преместването на въглеродния диоксид от тъканите до белите дробове, където по-късно се издишва. Второ, той дава отговор за преноса на О2 от белите дробове до другите тъкани на тялото.
Именно способността на този протеин да се свързва дейно с кислорода провокира интереса на откривателите. Учените от Университета в Кордоба и Политехническия университет в Картахена са употребявали това свойство, с цел да разработят първообраз на новаторска цинково-въздушна батерия, която работи с хемоглобин. Подробностите са оповестени в списание Energy & Fuels.
Каталитичната роля
Важно е да се разбере, че работата на батерията се основава на реакциите на окисление и редукция на два разнообразни детайла. В случая на цинково-въздушната батерия цинкът в анода претърпява реакция на окисление, като освен това губи електрони. На катода кислородът, съдържащ се във въздуха, претърпява редукционна реакция, вследствие на която цинкът получава електроните, които преди този момент е изгубил. Този поток от електрони към катода генерира електричество. В същото време кислородът реагира с водорода от електролита на батерията и образува молекули вода.
Хемоглобинът в новата батерия играе основна роля в този развой, като работи като катализатор на реакцията на редукция на кислорода. В своя първообраз откривателите са употребявали единствено 0,165 мг от това вещество. Да напомним, че катализаторът е вещество, което форсира химичната реакция, без да се изразходва.
Според откривателите хемоглобинът изцяло дава отговор на критериите за ефикасен катализатор заради естествената си дарба бързо и ефикасно да се свързва с молекулите на кислорода. Освен това този протеин улеснява реакцията сред кислорода и водородните йони за приемане на вода, което съгласно откривателите също е доста значим аспект.
Батерия, която не може да се презарежда?
Едно от най-обещаващите приложения на батерията от цинк и въздух с хемоглобин е потреблението ѝ в вградените медицински устройства като пейсмейкъри. Поради биосъвместимостта си и способността си да работи в среда с рН, сходно на това на кръвта, хемоглобинът е изключително подобаващ за вграждане в човешкото тяло. По този метод потреблението на тези акумулатори в медицинските произведения би могло да понижи риска от нежелани реакции. Както и да обезпечи по-безопасен и постоянен източник на сила.
Въпреки обещаващите вероятности обаче откривателите към момента са изправени пред предизвикването да създадат батерията презареждаща се. Настоящият вид е предопределен единствено за еднократна приложимост. За тази цел те изследват опцията за потребление на различен биологичен протеин, който би улеснил процеса на презареждане на батерията. Този протеин би трябвало да може да катализира реакция, противоположна на реакцията на редукцията на кислорода. Тоест да дисоциира водните молекули, което би разрешило главните съставни елементи на батерията да бъдат регенерирани и зареждани.
