Представлено прототип “кров’яного акумулятора”, що працює на гемоглобіні

Цей акумулятор можуть застосовувати для медичних приладів, але є деякі нюанси, які потрібно виправити.

Вчені з Університету Кордови в Іспанії придумали, як включити гемоглобін – ключовий компонент червоних кров’яних тілець – в акумулятор, створивши прототип, який працював від 20 до 30 днів.

Цинк-повітряні акумулятори – одна з найбільш екологічних альтернатив повсюдно поширеним літій-іонним батареям, які вже живлять все – від ноутбуків до електромобілів. Вони працюють завдяки хімічній реакції, яка називається реакцією відновлення кисню. Коли повітря втягується в батарею, кисень відновлюється до води на катоді (позитивний кінець), вивільняючи електроди, які окислюють цинк на аноді (негативний кінець).

Щоб ця реакція тривала, потрібен хороший каталізатор, з певними дуже специфічними властивостями. Дослідники зрозуміли, що такими властивостями, безумовно, володіє гемоглобін. “Щоб бути хорошим каталізатором в реакції відновлення кисню, каталізатор повинен мати дві властивості: він повинен швидко поглинати молекули кисню і відносно легко утворювати молекули води”, – пояснив старший автор дослідження Мануель Кано Луна в своїй заяві. “І гемоглобін відповідає цим вимогам”.

Гемоглобін – це білок, який надає червоним кров’яним тільцям характерний колір і здатність переносити кисень. Він має фундаментальне значення для роботи нашого організму, і в акумуляторі він також виявився вражаючим: лише 0,165 міліграма гемоглобіну підтримували його життєдіяльність протягом 20-30 днів.

Дослідники кажуть, що використання біосумісного каталізатора може бути ключовим, якщо ці батареї будуть використовуватися в пристроях, які імплантуються всередину тіла, таких як кардіостимулятори. Батарея працює при рН 7,4, що дуже схоже на рН крові. Можливості можуть виходити за межі людини, оскільки аналоги гемоглобіну присутні у багатьох ссавців.

Однак є ще деякі речі, які потрібно вдосконалити. Найбільшою проблемою на даний момент є те, що прототип не перезаряджається, тому команда шукає білок, який міг би перетворювати воду назад на кисень і починати цикл реакції з самого початку. Ще одним обмеженням є те, що йому взагалі потрібен кисень, а це означає, що такі батареї не можна буде використовувати в космосі.

Але це все одно захоплююча можливість. Зберігання енергії залишається головною перешкодою на шляху людства до більш сталого майбутнього. Батареї постійно вдосконалюються. Хоча літій-іонні батареї, безсумнівно, є важливою частиною цієї історії, проблеми з видобутком достатньої кількості літію та відходами, які вони генерують, означають, що є місце і для інших варіантів.

Біосумісна батарея на основі гемоглобіну може бути одним з них.