血红蛋白是红细胞中的一种蛋白质,可将氧气从肺部输送到身体组织。它对生命至关重要。如果血红蛋白也可以用于锌空气电池等需要氧气的设备中,那会怎样?科学家们开发了首款使用血红蛋白的电池,它具有多种优势,可以工作约 20 到 30日:

研究人员在 科尔多瓦大学能源与环境化学研究所 已成功创建 世界上第一个利用血红蛋白的生物相容性电池,对身体无害。这将有助于电化学反应,工作约20至 30 天。这款革命性的电池利用电化学反应中的血红蛋白的力量,将化学能转化为电能。

曼努埃尔·卡诺·鲁纳UCO 的一位研究人员解释说, “要成为氧还原反应中的良好催化剂,催化剂必须具备两个特性:它需要快速吸收氧分子,并且相对容易地形成水分子。血红蛋白满足这些要求。”

该团队由以下人员组成:

  • 科尔多瓦大学 (UCO) 的物理化学 (FQM-204) 和无机化学 (FQM-175) 小组
  • 一个团队来自 卡塔赫纳理工大学

卡塔赫纳团队的目标是验证和开发血红蛋白在能量生成氧化还原过程中的良好特性。这一举措源于 牛津大学的一项研究 以及 UCO 的最终学位项目,展示了血红蛋白在这种系统中的潜力。

他们的新研究为移动设备日益增长的需求和可再生能源的日益使用提出了电池选择。这很重要,因为目前的锂离子电池面临锂稀缺和环境影响的问题。

血红蛋白电池的工作原理

锌空气电池是 最可持续的替代方案这与目前使用的锂离子电池不同。在新开发的电池中,血红蛋白将起到催化剂的作用。

  1. 这将 促进电化学反应、氧还原反应(ORR)。
  2. 这使得空气进入电池,在电池的阴极或正极将氧气还原并转化为水。
  3. 因此,电子被释放并传递到电池的负极或阳极。这就是锌氧化发生的地方。

在此过程中,该团队成功实现了仅含 0.165 毫克血红蛋白的生物相容性电池原型的功能, 维持权力 20 至 30日:

另见: CarbonScape 利用木质生物石墨彻底改变电动汽车电池

锌空气血红蛋白电池的优点

他们开发的电池原型不仅展现出强大的性能,还有其他显著的优势。

  1. 锌空气电池 更耐用e 并且可以应对恶劣的天气条件,而其他电池则不会受到湿度的影响,并且需要特殊的制造环境。
  2. 此外,Cano Luna 指出,使用血红蛋白作为生物相容性催化剂,为此类电池的集成带来了巨大的前景 用于心脏起搏器等医疗设备。

电池的 pH 值为 7.4,与血液 pH 值相似。动物蛋白(血红蛋白)也可使用,因为大多数哺乳动物体内都含有这种蛋白。

科学家们开发出了第一款利用血红蛋白的电池,但它仍有一些改进的空间。它的 主要缺点 问题在于,这种电池只能释放电能,无法充电。不过,该团队已经开始采取必要措施,寻找另一种能够将水转化为氧气的生物蛋白质,从而有效地使电池充电。此外,值得注意的是,这些电池需要氧气才能发挥作用,因此不适合在太空中使用。

来源: 中性电解质中的基于人体血红蛋白的锌空气电池

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艾略特是一位充满热情的环保主义者和博主,他一生致力于传播环保、绿色能源和可再生能源的意识。凭借环境科学背景,他对地球面临的问题有着深刻的理解,并致力于教育他人如何做出改变。

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