Учёные из Университета Кордовы в Испании создали экспериментальную цинк-воздушную батарею с витамином B12. В ходе испытаний устройство выдержало до 250 циклов зарядки и разрядки. Результат указывает на возможность применения биологических молекул в технологиях хранения энергии.
Цинк-воздушные батареи вырабатывают электричество благодаря реакциям цинка с кислородом из окружающего воздуха. В отличие от обычных аккумуляторов, им не требуется хранить все активные вещества внутри корпуса, поэтому такие устройства отличаются небольшим весом и высокой энергетической плотностью. Сейчас этот тип батарей применяется, в частности, в слуховых аппаратах.
Цинк считается распространённым и пригодным для переработки материалом, а водный электролит в таких батареях не воспламеняется. Это может сделать их более безопасными по сравнению с литий-ионными аккумуляторами. Однако для повторной зарядки цинк-воздушному элементу нужен катализатор, который должен обеспечивать реакции как при выработке энергии, так и при восстановлении заряда.
Исследователи выбрали витамин B12, или кобаламин, поскольку в его составе присутствует кобальт. Чтобы водорастворимое вещество не терялось в электролите, его закрепили на одностенных углеродных нанотрубках — чрезвычайно тонких структурах, удерживающих витамин внутри батареи. Согласно данным SciTechDaily, такое решение позволило сохранить каталитические свойства B12 и обеспечить восстановление кислорода при зарядке.
Новая разработка стала третьим прототипом группы, в котором биологическая молекула используется в качестве катализатора. В предыдущих экспериментах специалисты применяли гемоглобин с железом и каталазу, также содержащую железо. Главное отличие нынешней системы заключается в возможности повторной зарядки: испытанный аккумулятор выдержал до 250 циклов.
Пока батарея существует только в виде экспериментального образца. Авторы считают, что природные молекулы могут помочь создать более доступные и экологичные системы накопления энергии. В дальнейшем перезаряжаемые цинк-воздушные батареи могут использоваться для хранения излишков электричества, вырабатываемого возобновляемыми источниками.