Батарея, работающая на витамине В2
Используя нити витамина В2, которые были произведены с помощью генетически модифицированных грибов, исследователи из Университета Торонто разработали батарею с высокой емкостью и высоким напряжением, которая может подготовить почву для экологически чистых батарей, без использования металлов.
Заявленные исследователями результаты сравнимы с существующими высокоэнергетическими литий-ионными батареями с емкостью около 125 мАч и напряжением 2,5 В. Разработанная батарея использует флавин, полученный из витамина В2, в качестве катода батареи вместо материала на основе лития.
«Мы долго искали подсказку в окружающей нас природе, пока, наконец, не обнаружили сложные молекулы для использования в ряде приложений бытовой электроники», говорит Дуайт Сеферос (Dwight Seferos), доцент факультета химии в университета. «Когда вы берете что-то уже сложное, сделанное в природе, вы, в конечном итоге, тратите меньше времени для производства нового материала».
В то время как другие исследования, такие как исследования проточного электролизёра из Гарвардского университета, включили витамин В2 как компонент батареи, исследователи из Университета Торонто утверждают, что их модификация является самой первой, которая использует длинноцепочечные молекулы полимеров, полученных биологическим путем, для одного из электродов, тем самым накапливая энергию в пластике, созданном из витаминов, а не металлах, которые имеют более высокую стоимость, труднее обрабатываются, и потенциально более токсичны по отношению к окружающей среде.
Исследуя различные длинноцепочечные полимеры - в частности, полимеры боковой группы , которые представляют собой группу молекул, присоединённых к «позвоночнику» цепи из длинных молекул - химики создали новый материал катода путем объединения двух единиц флавина и длинноцепочечных молекул «позвоночника».
«Органическая химия — это что-то наподобие Lego», сказал Сеферос. «Вы кладете детали вместе в определенном порядке, но некоторые из них, которые как бы хорошо подходят друг к другу на бумаге, совершенно не подходят в реальности. Мы несколько раз пытались найти решение и только на пятый у нас получилось».
Присущая витамину В2 способность накапливать энергию в наших телах от распада пищевых продуктов также означает, что он легко вступает в реакции, и это делает его идеальным для использования в аккумуляторных батарях.
«B2 может принять до двух электронов одновременно», сказал Сеферос. «Это дает ему возможность легко переносить несколько зарядов и иметь высокую пропускную способность по сравнению с большим количеством других доступных молекул».