Nowe baterie będą zasilane witaminami

Na Uniwersytecie w Toronto zespół chemików opracował zupełnie nowy typ baterii, która może działać na witaminach. Naukowcy, wykorzystując genetycznie zmodyfikowane grzyby, wyprodukowali nici witaminy B2, z których opracowali baterię o dużej pojemności.

Właściwości nowego akumulatora można porównać z obecnie stosowanymi akumulatorami litowo-jonowymi o napięciu 2,5 V, jednak zamiast zwykłego litu, który w tych akumulatorach jest używany jako katoda, naukowcy zastosowali flawinę z nici witaminy B2.

Według naukowców, trudno im było znaleźć cząsteczki, które spełniałyby wszystkie wymagania i mogłyby być stosowane w elektronice użytkowej, ale ostatecznie im się to udało. To nie przypadek, że naukowcy interesowali się materiałami naturalnymi, a jeden z badaczy, Dwight Seferos, zauważył, że jeśli weźmiesz początkowo złożony materiał, to wyprodukowanie nowego zajmie znacznie mniej czasu.

Na Harvardzie naukowcy przeprowadzili podobny eksperyment i włączyli witaminę B2 do baterii, ale w Toronto powiedzieli, że opracowany przez nich model jest pierwszym tego typu i wykorzystuje cząsteczki polimerowe (długie łańcuchy) w jednej z elektrod. W rezultacie taka bateria skutecznie magazynuje energię nie w metalach, ale w plastiku, który jest mniej toksyczny i łatwiejszy w obróbce.

Po długich badaniach nad różnymi polimerami o długim łańcuchu chemikom udało się stworzyć nowy materiał. Według Seferosa chemię organiczną można porównać do klocków Lego - części są układane w określonej kolejności, ale czasami zdarza się, że na papierze wszystko powinno do siebie pasować, ale w rzeczywistości części do siebie nie pasują, ten sam proces można zaobserwować w chemii z cząsteczkami. Polimery o długim łańcuchu to cząsteczki, które są przyłączone do głównego łańcucha długich cząsteczek.

Sami naukowcy zauważyli, że udało im się złożyć swój „konstruktor” dopiero za piątą próbą, kiedy to po połączeniu długołańcuchowych cząsteczek i dwóch jednostek flawinowych uzyskali nowy materiał katodowy, spełniający wszystkie wymagania naukowców.

Witamina B2 jest niezbędna do gromadzenia energii w organizmie, a także ma zdolność do wchodzenia w reakcje, co jest właśnie tą właściwością, która zainteresowała naukowców, gdyż sprawia, że witamina B2 doskonale nadaje się do stosowania w akumulatorach.

Seferos wyjaśnił, że witamina B2 może przyjąć do dwóch elektronów na raz, ma wysoką przepustowość w porównaniu z innymi polimerami, których właściwości zostały zbadane, i może przenosić wiele ładunków. Naukowcy próbują teraz znaleźć nowe odmiany materiału, które można by ładować wielokrotnie.

Pierwszy prototyp nowej baterii ma obecnie rozmiar baterii z konwencjonalnego aparatu słuchowego, ale eksperci mają nadzieję, że ich cienkie, elastyczne i bardziej energooszczędne baterie będą mogły konkurować z tradycyjnymi bateriami zawierającymi metal. Naukowcy zauważyli również, że technika oparta na flawinie pomoże w opracowaniu przezroczystych wersji baterii w przyszłości.