Учени създадоха екологична батерия, захранвана от витамин B2

Напредъкът в разработването на батерии се движи в различни посоки, включително в търсене на биоразградими и безопасни за природата и хората съставки за батерии. Ново и обещаващо откритие по този път е разработването на проточна батерия, базирана на процеси, които имитират производството на енергия в човешкото тяло.

По-безопасна технология просто е трудно да бъде представена – основните съставки в процеса са витамин В2 и глюкоза.

Един витамин и една лъжица захар могат буквално да бъдат в основата на ново поколение екологични батерии. Откритието е съобщено в списанието ACS Energy Letters от изследователи от университета в Бингамтън, САЩ. В разработката не се използват метални катализатори или опасни съединения за електродите и електролита. При окислението на глюкозата се освобождават електрони, а носителят на заряда е рибофлавин – често срещан витамин В2. Приблизително същите процеси протичат в човешкото тяло, когато глюкозата от храната се превръща от ензими и молекули в енергия за поддържане на живота, а рибофлавинът е нейният действителен носител.

Проточните батерии се различават от обикновените по това, че съхраняват енергия в течен електролит, който циркулира в системата. Докато електролитът се движи между положителните и отрицателните електроди, в него протичат химични реакции, които освобождават или съхраняват енергия. Най-разпространените днес са ванадиевите проточни батерии.

Прототипът на проточна батерия, работеща с витамин и глюкоза при стайна температура се представя също толкова добре, колкото и търговската ванадиева проточна батерия, което подчертава отличните перспективи на разработката.

Освен това в новия дизайн на биоразградимата батерия традиционните златни и платинени катализатори са заменени с въглеродни електроди. На отрицателния електрод глюкозата се окислява, губейки електрони, които веднага се поемат от витамин В2, докато на положителния електрод електроните се свързват с кислород или калиев ферицианид, създавайки ток. В същото време витаминът рибофлавин остава стабилен дори в силно алкална среда, която е необходима за поддържане на активността на глюкозата.

Базираната на калиев ферицианид клетка показва същата специфична мощност при стайна температура като търговските ванадиеви проточни батерии. Това доказва, че рибофлавинът може да работи наравно със системите на метална основа. Версията на кислородна основа реагира по-бавно, но е по-практична и икономична за широкомащабно производство. Незначителен проблем е разграждането на рибофлавина на светлина в присъствието на кислород, но той е решим. По-високата специфична мощност на батерията в присъствието на кислород остава привлекателна.

След като бъде завършена, батерийната система, базирана на рибофлавин и глюкоза, може да бъде важна стъпка към устойчивото съхранение на енергия. С естествени, биоразградими и евтини компоненти, такива батерии един ден биха могли да бъдат екологична алтернатива за захранване на домове или малки устройства без използването на токсични метали и зависимост от сложни вериги за доставки.