Nová batéria funguje podobne ako telo človeka. Energiu vytvára z niečoho, čo nájdeme v každej kuchyni
Výskumníci predstavili novú flow cell batériu, ktorá vytvára energiu z glukózy, teda cukru.
Vedci práve urobili krok, ktorý môže zmeniť spôsob, ako získavame a skladujeme energiu. V laboratóriách vznikol prototyp batérie, ktorá premieňa energiu priamo zo samotnej glukózy, teda cukru, ktorý máš aj v kuchyni. Informuje portál ACS.
Inšpiráciu vedci čerpali z tela človeka. Naše bunky rozkladajú glukózu pomocou enzýmov a premieňajú ju na energiu. Tento princíp teraz využili v batérii, kde riboflavín, známy ako vitamín B2, funguje ako sprostredkovateľ elektrónov medzi glukózou a elektródami. Inými slovami, vitamín prepravuje energiu cukru priamo do batérie a vytvára prúd, ktorý by mohol napájať zariadenia.
Flow cell batéria, aká tu vznikla, pracuje trochu ako obežný okruh. Dva rôzne elektrolyty, kvapaliny obsahujúce chemické látky, prúdia cez systém, pričom chemická energia sa mení na elektrickú a späť. Vďaka tomu je možné energiu nielen skladovať, ale aj efektívne využiť. A keďže glukózu obsahuje väčšina rastlín, teoreticky by batéria mohla fungovať s ľahko dostupným, lacným a obnoviteľným zdrojom energie.
Technológia budúcnosti
Doteraz mali glukózové palivové články veľký problém. Na to, aby cukor uvoľnil energiu, potrebovali drahé kovy ako platinu alebo paládium. Výkon bol slabý a batérie sa nedali vyrábať vo väčšom meradle. Riboflavín sa ukázal ako ideálna náhrada. Vie pracovať v zásaditom prostredí, ktoré tieto batérie potrebujú, a umožňuje glukóze efektívne odovzdávať elektróny bez nutnosti drahých kovov. Táto vlastnosť robí batériu lacnejšou, bezpečnejšou a vhodnou pre masovú výrobu. Práve možnosť riboflavínu fungovať pri vyššom pH je kľúčová, lebo umožňuje glukóze oxidovať sa a odovzdávať energiu efektívne, čím sa eliminuje potreba drahých katalyzátorov.
Konštrukcia batérie je jednoduchá, ale premyslená. Vedci použili uhlíkové elektródy, ktoré sú stabilné a dostupné. Elektrolyt pri negatívnej elektróde obsahuje glukózu a riboflavín, zatiaľ čo pri pozitívnej elektróde je roztok draselného ferrikyanidu alebo kyslík, podobne ako v bežných palivových článkoch. Ferricyanid umožnil presne zmerať, ako riboflavín funguje, zatiaľ čo kyslík je lacnejšia a praktickejšia voľba pre väčšie nasadenie. Testy ukázali, že verzia s ferrikyanidom dosahuje výkon porovnateľný s existujúcimi vanádovými flow cell batériami. Kyslíková verzia reagovala pomalšie, pravdepodobne kvôli tomu, že svetlo rozkladá riboflavín, čo môže spôsobiť samovybíjanie batérie. Napriek tomu sa jej výkon zlepšil oproti predchádzajúcim glukózovým prototypom.
Neprehliadni
Flow cell batéria je špeciálny typ batérie, kde sa energia uchováva v tekutých elektrolytoch, ktoré prúdia cez systém a reagujú na elektródach. Chemická energia rozpustených látok sa pri týchto reakciách premieňa na elektrickú energiu a späť, čo umožňuje batérii ukladať a dodávať energiu podľa potreby.
Výhody Flow Cell batérie
Hlavná výhoda je, že kapacitu batérie môžeme zvýšiť jednoducho zväčšením objemu elektrolytu, bez toho, aby sa menil samotné elektródy, a navyše môžeme používať rôzne chemické látky, vrátane lacnejších alebo obnoviteľných zdrojov, ako je glukóza, čo z nej robí flexibilné a potenciálne udržateľné riešenie pre skladovanie energie.
Výhodou riboflavínu je nielen stabilita, ale aj ekologická stránka. Je lacný, netoxický a dostupný. To znamená, že budúce glukózové batérie by mohli byť bezpečné na používanie doma, v laboratóriách aj v priemysle. Zároveň odpadá potreba drahých kovov, čo výrazne znižuje náklady.
Vedci už plánujú ďalšie vylepšenia. Chcú zabrániť rozkladu riboflavínu svetlom a optimalizovať konštrukciu batérie, aby verzia s kyslíkom dosahovala vyšší výkon. Ak sa tieto úpravy podaria, glukózové batérie môžu otvoriť cestu k lacnej, udržateľnej a bezpečnej alternatíve k tradičným elektrickým článkom. Ide o riešenie, ktoré spája biológiu, chémiu a inžinierstvo do jednej technológie a je pripravené zmeniť spôsob, ako rozmýšľame o energii.
