Вчені створили інноваційну батарею з людського білка, що працює декілька тижнів без підзарядки

Іспанські та аргентинські вчені розробили елемент живлення, в якому як провідник електрохімічних реакцій використовується гемоглобін. Така батарея працює декілька тижнів, її можна застосовувати в імплантованих пристроях. Про це інформує NNews.

У 2017 році дослідники з Оксфордського університету провели серію експериментів з гемоглобіном і з’ясували, що він добре підходить для окисно-відновних процесів, за допомогою яких хімічна енергія трансформується в електричну.

Своєю чергою група вчених із Національного університету Кордови (Аргентина) і Політехнічного університету Картахени (Іспанія) успішно втілила ідею у життя. Хіміки розробили першу біосумісну повітряно-цинкову батарею, де в електрохімічній реакції, що перетворює хімічну енергію на електричну, бере участь гемоглобін. Примітно, що пристрій не завдає шкоди здоров’ю. Результати роботи опубліковано в журналі Energy & Fuels.

У такій батареї білок крові відіграє роль каталізатора, він відповідає за реакцію відновлення кисню, яка є ключовим процесом в електрохімічних пристроях для перетворення і зберігання енергії. Під час цієї реакції після потрапляння повітря у батарею кисень бере участь у реакції, в результаті якої утворюється вода. Після чого вивільняються електрони, які потім «переходять» до цинкового анода, де відбувається реакція окислення цинку.

«Щоби каталізатор добре працював, він повинен володіти двома властивостями: швидко поглинати молекули кисню і відносно легко утворювати молекули води. Гемоглобін повністю відповідає цим вимогам», — пояснив Мануель Луна, один з авторів дослідження.

За словами вченого, прототип батареї, створений його командою, працював з 0,165 міліграма гемоглобіну протягом 20−30 днів. Такі елементи живлення більш стійкі до несприятливих умов довкілля, на відміну від решти акумуляторів. Це дасть змогу безпечно використовувати їх у кардіостимуляторах та інших імплантованих в організм приладах.

Дослідники зазначили, що головний мінус їхньої розробки — батарею неможливо перезарядити. Щоб усунути цей недолік, необхідно підібрати ще один біологічний білок, який буде перетворювати воду назад у кисень, над чим зараз і працюють вчені. Новий пристрій можна використовувати лише у кисневому середовищі, у космосі він не працюватиме.

Раніше ми розповідали про революційну батарею, яку науковці створили просто з повітря. Вчені зазначають, що повітряні батареї перспективні як акумулятори високої енергії, оскільки мають меншу масу, порівняно з іншими аналогами.