3 коментара
sugar-932x620

Ще зареждаме ли телефоните си със захар?

Нова биобатерия загатва за потенциална замяна на сегашните батерии с по-ефективни такива, използващи захар.

Изображение с име: smartphone-mobile2
Край на постоянно падащата батерия?

Помните ли старите телефони, които издържаха по цяла седмица без да се налага да се зареждат? Днешните смартфони са много полезни и функционални, но повечето от тях трябва да се зареждат почти всеки ден. Досадно, нали? Да не говорим, че зареждането с електричество, получавано по сегашните методи, влияе зле на природата, а батериите, които използваме, са опасни за околната среда.

Е, от известно време насам учените се опитват да преборят тези недостатъци на старите методи чрез разработването на нов вид батерии – биобатерии. Както името им предполага, биобатериите извличат електрическа енергия за съответните електронни устройства чрез биологични суровини и процеси. Те използват обновяеми и неотровни органични вещества, което ги прави доста по-привлекателни от сегашните литиевойонни батерии, които се нуждаят от метали и вредни за живите същества химикали, за да функционират. Доскоро проблемът беше, че не съществуваха биобатерии, които да произвеждат достатъчно голямо количество енергия, за да изместят старите. Но вече е направено откритие, което загатва потенциал един ден те да станат масови и да заменят съвременните подходи. И то използвайки обикновена захар!

Пърсивал Жанг и Жигуанг Жу, учени от Вирджиния Тех в Блексбърг, САЩ, са разработили нова биобатерия, при която съотношението произвеждана енергия/тегло е по-добро отколкото при литиевойонната батерия. Тя изцяло преобръща захарта в енергия, което води до повече ефективност от досега познатите методи.

Когато поглъщаме захар, нашето тяло я преобръща в енергия чрез процес, познат ни като метаболизъм. Метаболизмът преобразува захарта във въглероден двуокис и вода, при което отделя електрони. Биобатериите произвеждат енергия по същия начин, използвайки именно така отделените електрони.

„С литиевойонната батерия телефонът ви може да издържи около ден. Но в бъдеще телефонът ви ще използва захар за гориво и така ще може да издържа по 10 дни“, обещава Жу.

Изображение с име: treebulb
Новата технология определено ще зарадва еколозите.

Новата биобатерия постига тази ефикасност чрез система от ензими – протеини, помагащи на реакцията да се осъществи. Системата използва два активни ензима, които освобождават два чифта електрони от захарта, докато други 10 ензима осигуряват нулирането на процеса. Веднъж щом реакцията е завършена и 10-те ензима са си свършили работата, първите 2 отпускат още 4 електрона. След 6 цикъла биобатерията извлича цялата енергия в захарната молекула, заедно с въглеродния диоксид и водата.

Съществуващите в момента биобатерии извличат само една шеста от възможната енергия, защото не използват неактивни ензими за нулиране и повтаряне. Чрез извличането на повече електрони от 1 молекула, ефективният енергиен капацитет на захарта се увеличава.

Още по-интересното при тази система е, че превръщането на захарта в енергия от биобатерия изисква по-малко ензими, отколкото същия процес в живия организъм. Така се постига дори по-голяма ефективност, отколкото е постигнала природата!

Въпреки многообещаващите резултати, технологията все още има два големи недостатъка, които й пречат да бъде развита и приложена масово. Първо, в сегашната неоптимизирана версия на биобатерията, притокът на енергия е твърде нисък за много електронни устройства. Същевременно, животът на биобатерията е кратък, а все още няма начин тя да бъде презаредена.

Учените обаче смятат, че предизвикателствата са чисто инженерни. Жу и Жанг вече са се заели с тяхното разрешаване и дори са основали своя собствена компания, която да разработи иновацията. Дали един ден ще можем да презареждаме телефоните си като просто им сипваме по една лъжичка захар? Стискаме палци на двамата иноватори да успеят да го реализират!

Публикацията не е актуализирана от повече от една година, съдържанието може вече да не е актуално към днешна дата