Jaunās baterijas darbosies ar vitamīniem

Toronto Universitātē ķīmiķu komanda ir izstrādājusi pilnīgi jauna veida akumulatoru, kas var darboties ar vitamīniem. Izmantojot ģenētiski modificētas sēnītes, zinātnieki izgatavoja B2 vitamīna pavedienus, no kuriem viņi izstrādāja lielas ietilpības akumulatoru.

Jaunā akumulatora raksturlielumus var salīdzināt ar litija jonu akumulatoriem, kas tiek izmantoti pašlaik un kuru spriegums ir 2,5 V, bet parastā litija vietā, kas šajās baterijās tiek izmantots kā katods, zinātnieki izmantoja flavīnu no B2 vitamīna pavedieniem.

Pēc zinātnieku teiktā, viņiem bija grūti atrast molekulas, kas atbilstu visām prasībām un kuras varētu izmantot plaša patēriņa elektronikā, taču galu galā viņiem tas izdevās. Zinātnieku interese par dabas materiāliem nebija nejauša, un viens no pētniekiem Dvaits Sefeross atzīmēja, ka, ja ņemsiet sākotnēji sarežģītu materiālu, jauna materiāla iegūšanai būs nepieciešams daudz mazāk laika.

Hārvardā zinātnieki veica līdzīgu eksperimentu un akumulatorā iekļāva B2 vitamīnu, bet Toronto viņi paziņoja, ka viņu izstrādātais modelis ir pirmais šāda veida modelis un vienā no elektrodiem izmanto polimēru molekulas (garās ķēdes). Tā rezultātā šāds akumulators efektīvi uzglabā enerģiju nevis metālos, bet gan plastmasā, kas ir mazāk toksiska un vieglāk apstrādājama.

Pēc ilgstošas dažādu garķēžu polimēru izpētes ķīmiķiem izdevās radīt jaunu materiālu. Pēc Seferosa teiktā, organisko ķīmiju var salīdzināt ar Lego – detaļas tiek saliktas noteiktā secībā, taču dažreiz gadās, ka uz papīra visam vajadzētu saderēt kopā, bet patiesībā detaļas nesader kopā, to pašu procesu var novērot ķīmijā ar molekulām. Garķēžu polimēri ir molekulas, kas ir piestiprinātas pie garo molekulu galvenās ķēdes.

Paši pētnieki atzīmēja, ka savu “konstruktoru” viņi spēja salikt tikai piektajā mēģinājumā, kad pēc garķēžu molekulu un divu flavīna vienību apvienošanas viņi ieguva jaunu katoda materiālu, kas atbilda visām zinātnieku prasībām.

B2 vitamīns ir nepieciešams enerģijas uzkrāšanai organismā, un tas spēj arī iesaistīties reakcijās, kas ir tieši šī īpašība, kas ieinteresēja zinātniekus, jo tas padara B2 vitamīnu par lielisku iespēju izmantot uzlādējamās baterijās.

Seferos paskaidroja, ka B2 vitamīns vienlaikus var uzņemt līdz diviem elektroniem, tam ir augsta caurlaidspēja salīdzinājumā ar citiem polimēriem, kuru īpašības ir pētītas, un tas var pārnēsāt vairākus lādiņus. Zinātnieki tagad cenšas atrast jaunas materiāla variācijas, kuras varētu uzlādēt vairākas reizes.

Jaunās baterijas pirmais prototips pašlaik ir parastā dzirdes aparāta baterijas lielumā, taču eksperti cer, ka to plānās, elastīgās un energoefektīvākās baterijas spēs konkurēt ar tradicionālajām metālu saturošām baterijām. Zinātnieki arī atzīmēja, ka uz flavīna bāzes veidotā tehnika nākotnē palīdzēs izstrādāt caurspīdīgas bateriju versijas.