Учёные из Университета Кордовы в Испании создали экспериментальную цинк-воздушную батарею с витамином B12. В испытаниях устройство выдержало до 250 циклов зарядки и разрядки. Об этом сообщает SciTechDaily.
Цинк-воздушные аккумуляторы вырабатывают электричество благодаря реакциям цинка с кислородом из окружающего воздуха. Такой подход позволяет снизить массу батареи и обеспечить высокую плотность энергии. Подобные элементы уже применяются, в частности, в слуховых аппаратах.
Исследователи использовали витамин B12, или кобаламин, в качестве катализатора — вещества, ускоряющего химические реакции. Кобальт в составе молекулы помогает батарее восстанавливать кислород до воды во время разрядки и выделять кислород при зарядке. Цинк при этом отличается доступностью и пригодностью к переработке, а водный негорючий электролит потенциально повышает безопасность устройства по сравнению с некоторыми литий-ионными батареями.
Главной проблемой стало удержание витамина внутри аккумулятора, поскольку B12 легко растворяется в воде. Для решения задачи учёные связали его с одностенными углеродными нанотрубками — сверхтонкими структурами, которые фиксируют молекулу и одновременно позволяют ей участвовать в реакциях. Такой принцип напоминает процесс соединения аминокислот в белках.
Разработкой занималась группа физической химии Института химии энергетики и окружающей среды Университета Кордовы. Это уже третий прототип коллектива, в котором биологические молекулы используются как катализаторы: ранее специалисты экспериментировали с гемоглобином и каталазой, однако конструкции на их основе не поддерживали перезарядку. Полученные результаты указывают на возможность применения природных молекул для создания более доступных и экологичных систем хранения энергии, включая накопление избыточного электричества от возобновляемых источников.