西班牙研究:血都可以做電池

血都可以做電池?西班牙哥多華大學的團隊在最近刊於《能源與燃料》的研究中指,成功將血紅蛋白 (hemoglobin) 融入鋅空氣電池中,令該原型電池可持續放電 20 到 30 天。

鋅空氣電池是其中一種潛在可持續替代品,取代無處不在的鋰離子充電池。鋅空氣電池透過稱為氧還原反應的化學反應提供電力。當空氣被吸入電池時,氧氣在陰極被還原成水,釋放出電極,氧化陽極的鋅。

為了使反應繼續進行,就需要特殊的催化劑,而這就是團隊使用血紅蛋白的地方。 團隊資深作者 Manuel Cano Luna 在一份聲明中解釋,要成為氧還原反應的良好催化劑,必須具有兩個特性:快速吸收氧分子,並相對容易地形成水分子;血紅蛋白則滿足了這些要求。

血紅蛋白是一種蛋白質,賦予紅血球的顏色和攜氧能力,是我們身體運作的基礎。事實證明,血紅蛋白在電池中的表現也相當令人印象深刻:只需 0.165 毫克血紅蛋白即可使電池有 20-30 天的電力。

團隊表示,如果這些電池要用於例如起搏器等殖入體內的裝置,使用血紅蛋白這樣的生物相容性催化劑可能是關鍵。電池的運作 pH 值為7.4,亦與血液的 pH 值非常相似。電池也可能在人體以外中應用,因為血紅蛋白類似物存在於許多哺乳類中。

然而,要真的使用該電池仍需一段時間。目前最大的問題是研究的原型並不可充電,因此團隊正尋找另一種蛋白質,能將水轉化為氧氣,並從頭重新開始反應循環。另外,由於電池需要氧氣將會限制其於太空應用。

來源:

IFL Science, “Blood Battery” Prototype Powered By Hemoglobin Unveiled In World First

報告:

García-Caballero, V., Lorca, S., Villa-Moreno, M. & et al. (2023). Human Hemoglobin-Based Zinc–Air Battery in a Neutral Electrolyte. Energy Fuels 2023, 37, 23, 18210–18215. doi: 10.1021/acs.energyfuels.3c02513

文/AC

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