@ 2014.03.04 , 11:35

未来可以用糖为手机供电么?

[-]

可以利用生物反应生成电能的生物电池正在研发中,大多数生物电池无法产生大量电能,但是最近研究者开发出了一种新型生物电池,不但重量更轻,而且比现在市面上包括智能手机在内的移动设备电池更耐用。

在人体内,糖分通过新陈代谢被转化成能量,这这过程中,糖分被分解城二氧化碳和水,释放出电能。生物电池利用相同的过程产生电能,电池所用材料是生物材料,可以重复更新发电材料,没有毒性,是替代传统电池的理想方案。

弗吉尼亚理工大学的Percival Zhang和朱智光(音)设计出了一种新生物电池,相较于电子设备常用的传统锂电池,这种生物电池单位重量电量输出更大。他们的研究成果发布在上个月的Nature Communications上。

这种新型生物电池可以完全将糖转化为电能,比传统生物电池的输出更大,电量比普通锂电池更高。

“使用锂电池,你的手机只能撑1天;在未来,手机用糖分供电,可以使用10天。”朱说。

新生物电池的高效性归功于采用了新型酶系统,蛋白质分子会助推反应发生。2种主动酶会释放糖分子的两对电子,其他10种酶帮助生物电池重新启动这种反应。一旦反应再次开始,主动酶又会释放另外1/4的电子。经过六次循环后,生物电池内糖分子所有的能量都被消耗殆尽,只剩下水和二氧化碳。

因为没有用非主动酶对糖分进行回收,之前的生物电池只能输出新生物电池1/6的电量。

这种生物电池最大的优势之一,在于比起人体,生物电池将糖分完全转化成能量所需的酶更少,所以更具有活力。

犹他州大学的生物电池专家Shelley Minteer虽然没有参与新生物电池的开发,但是她很喜欢这种用少量酶高效发电的新生物电池。“榨取出糖分子的所有电子这一点非常重要,但是仅仅是所有电子还不够”她还说如何利用少量酶做到这一点才是最重要的。

而张和朱的团队恰恰用做到了这一点。他们的研究成果是电池发展历史上巨大的跨越,在电池正式进入市场之前还有一些障碍需要扫清。

朱解释说,目前有两大难题摆在他们眼前,一个是未优化的电池输出对于大多数电子设备而言还是过低,并且使用寿命依然太短,给人一种无法充电的感觉。

但是,在Minteer看来,这些难题不过是工程问题,张教授已经创办了Cell-Free Bioinnovations.公司,这些问题迟早会得到解决。

本文译自 Livescience,由译者 王大发财 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


给这篇稿打赏,让译者更有动力 !
支付宝打赏 [x]
您的大名: 打赏金额:

2.6
赞一个 (0)

24H最赞