Элементы питания на основе глюкозы хранят в 10 раз больше энергии, чем литий-ионные батареи

Люди и батарейки – как это ни странно – функционируют на весьма сходных принципах.

В их случае энергия каким-либо образом генерируется, запасается и тратится на совершение работы. Протекающие в них процессах различаются только деталями, однако этот разрыв может сократиться с изобретением биобатарей.

И исследователи из Virginia Tech уже разработали функционирующий топливный элемент на основе сахара с плотностью энергии, превышающей все современные литий-ионные батарейки.

Сахар, или, точнее, глюкоза – это замечательный источник энергии для живых существ, поскольку она имеет большую плотность энергии и её легко перерабатывать. В человеческом организме во время аэробного дыхания она производит 3.75 килокалории пищевой энергии на грамм.

Она столь же продуктивна и в новой батарее, обладая плотностью запасённой энергии в 596 ампер-час на килограмм, то есть на порядок (в 10 раз) эффективнее литий-ионных батарей, которые в настоящее время используются в потребительской электронике.

Не-биологические объекты довольно плохо справляются с задачей экстракции энергии из сахара, поэтому исследователи использовали специфические энзимы, которые расщепляют глюкозу и превращают её в электричество.

Эти 13 энзимов комбинируются с воздухом и мальтодекстрином внутри батареи. Единственными продуктами их реакции являются вода и электричество.

Стабильность батареи на протяжении множественных циклов зарядки и разрядки пока неизвестна, однако главный исследователь проекта И.Х. Персиваль Чжан (Y.H. Percival Zhang) говорит, что разработка находится на расстоянии трёх лет от коммерциализации.

Другим неизвестным фактором является возможность масштабировать батарею для использования, например, в электромобилях. На текущий момент проект фокусируется на батареях для смартфонов и других сходных некрупных устройств для нужд продвинутой медицины.

Ещё одним важным вопросом является проблема «Пища против топлива». В то время как некоторые более бедные регионы могут иметь больше доступа к сахару, чем к ископаемому топливу, массовая коммерциализация батарей на основе глюкозы может привести к росту цен на еду.

И, как и всегда — эта технология в настоящий момент находится в середине процесса изучения. На протяжении последних лет уже открыты десятки различных технологий батарей, но лишь некоторые из них были произведены в сколько-нибудь значимом количестве.

 Источник