Мобильники будут работать на сахаре

Новый тип биобатарей, работающих на сахаре, по эффективности значительно превосходит стандартные литий-ионные аккумуляторы. «Сахарные» батареи в будущем могут полностью заменить сегодняшние.

Исследователи уже давно заняты разработкой биобатарей, использующих обычные биологические процессы для генерации электричества.

Большинство прототипов до сих пор не были достаточно эффективны, однако теперь ученым удалось создать компактный аккумулятор, способный производить больше энергии, чем батареи сегодняшних смартфонов.

В человеческом теле сахар преобразуется в энергию благодаря метаболическим процессам: молекулы сахара разлагаются на двуокись углерода и воду, испуская при этом электроны.

По тому же принципу работают и биобатареи, которые в будущем могут стать отличной альтернативой сегодняшним аккумуляторам − ведь вместо металла и различных химикалий в них используются нетоксичные обновляемые материалы.

Персиваль Чжан и Чжигуан Чжу из Технологического университета штата Виргиния разработали биобатарею нового типа со значительно большей производительностью по сравнению с обычными литий-ионными аккумуляторами, используемыми в электронике.

Новый прототип полностью преобразует сахар в электроэнергию, что является большим скачком по сравнению с предыдущими образцами биобатарей.

Смартфон с обычной литий-ионной батареей работает без зарядки в течение суток, а сахарные аккумуляторы обеспечат его в будущем энергией на 10 дней.

− Чжигуан Чжу, Технологический университет штата Виргиния

Эффективность новой биобатареи объясняется использованием нового типа ферментов (энзимов), которые обеспечивают реакцию.

В разработанной системе, два активных энзима высвобождают из сахара две пары электронов, в то время как десять других ферментов помогают восстановить условия, необходимые для повторной реакции. Затем высвобождаются еще четыре электрона. После 6 циклов вся энергия молекулы сахара оказывается исчерпанной.

Результаты исследований опубликованы в онлайн-версии журнала Nature Communications.