作者:刘霞 来源:科技日报 发布时间:2024/1/11 12:51:04
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血红蛋白作催化剂的电池原型面世

 


研究示意图。图片来源:《能源&燃料》杂志

西班牙科尔多瓦大学和卡塔赫纳理工大学的科学家携手开发出一种新型电池。该电池使用血红蛋白作为电化学反应催化剂,具有生物相容性,可运行20到30天。相关论文刊发于新一期《能源&燃料》杂志。

科研团队希望验证血红蛋白是否是氧气发挥重要作用的电化学设备(如锌-空气电池)的关键元素。在此基础上,他们开发出首款具有生物相容性的电池,其中血红蛋白是将化学能转化为电能的催化剂。

科尔多瓦大学研究员曼努埃尔·卡诺·卢娜解释称,要想更好地促进氧气还原反应,催化剂必须具有两个特性:快速吸收氧气分子,以及相对容易形成水分子。血红蛋白正好满足这两大要求。以锌-空气电池为例,当空气进入电池后,血红蛋白使氧在电池的阴极被还原并转化为水,释放出电子。这些电子迁移到电池的阳极,使锌氧化。

除强大的性能,最新电池原型还具有其他优势。首先,锌-空气电池更具可持续性,不像其他电池易受湿度影响。其次,血红蛋白作为生物兼容性催化剂,可用于起搏器等集成到人体内的设备中。还有该电池的pH值为7.4,与血液的pH值相似。此外,由于血红蛋白几乎存在于所有哺乳动物体内,因此电池可使用动物来源的血红蛋白。

最新开发的电池尚无法充电。研究团队正寻找另一种可将水转化为氧气的生物蛋白质,以便为电池充电。此外,这些电池只能在有氧气存在的情况下工作,因此不能在太空中使用。

 
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