Un prototip de baterie reîncărcabilă funcționează pe bază de vitamina B12

Un prototip de baterie reîncărcabilă funcționează pe bază de vitamina B12. Vitamina B12 este esențială pentru buna funcționare a organismului și se găsește în alimentele de origine animală. Este produsă de anumite bacterii, cultivate inclusiv în instalații industriale pentru a fi utilizate în industria alimentară și farmaceutică. Pe lângă rolul său în tratarea deficiențelor nutriționale, vitamina a devenit populară în ultimii ani, alături de alte vitamine din complexul B, ca remediu împotriva mahmurelii, deoarece poate contribui la reducerea oboselii. Acum, cercetătorii de la Universitatea din Córdoba (Spania) au descoperit o nouă întrebuințare a acesteia: au folosit-o pentru prima dată drept catalizator în dezvoltarea unei baterii reîncărcabile.

Un prototip de baterie reîncărcabilă funcționează pe bază de vitamina B12. Prototipul a fost realizat de o echipă din cadrul grupului de cercetare în chimie fizică (FQM-204) al Institutului de Chimie pentru Energie și Mediu (IQUEMA) din cadrul universității. Acesta este o baterie zinc-aer care conține vitamina B12, cunoscută și sub numele de cobalamină, fixată pe nanotuburi de carbon cu un singur perete. Configurația facilitează reacțiile electrochimice datorită cobaltului (III) prezent în structura vitaminei.

Este pentru a treia oară când echipa folosește o biomoleculă drept catalizator, după experimentele anterioare cu hemoglobină și catalază, care conțin fier (II), respectiv fier (III). Principala realizare este că bateria bazată pe vitamina B12 poate fi reîncărcată și suportă până la 250 de cicluri de încărcare și descărcare.

„Am analizat proprietățile materialelor care se găsesc în mod natural, pentru a le putea utiliza în baterii noi”, a explicat Manuel Cano Luna, coautor al studiului.

Un prototip de baterie reîncărcabilă funcționează pe bază de vitamina B12. Ce obstacole au depășit cercetătorii?

Deoarece vitamina B12 este foarte solubilă, principala provocare a fost găsirea unei metode prin care aceasta să poată fi păstrată în interiorul unei baterii care funcționează cu electroliți apoși. Soluția a constat în fixarea vitaminei pe nanotuburi de carbon, după un mecanism asemănător „procesului prin care aminoacizii se leagă între ei pentru a forma proteine”.

Studiul reprezintă un nou pas în căutarea unor alternative la bateriile convenționale litiu-ion, care depind de materii prime a căror extracție implică probleme economice, sociale și de mediu.

Bateriile zinc-aer sunt considerate o alternativă promițătoare datorită densității energetice ridicate și utilizării unor materiale precum zincul, care este abundent și reciclabil, și oxigenul din atmosferă. Întrucât nu trebuie să stocheze tot materialul reactiv în interior, ci preiau oxigenul din mediul înconjurător, aceste baterii sunt mai ușoare și sunt folosite tot mai frecvent în dispozitive mici, precum aparatele auditive. De asemenea, electroliții apoși neinflamabili le fac mai sigure.

Sisteme de stocare a energiei mai ieftine și mai sustenabile

Pentru ca energia chimică să fie transformată în energie electrică este însă necesar un catalizator eficient. În cazul bateriilor reîncărcabile, acesta trebuie să funcționeze în ambele sensuri, atât la descărcare, cât și la încărcare. Cercetătorul Fernández Romero a explicat că vitamina B12 îndeplinește aceste condiții: „În timpul descărcării, catalizează reducerea oxigenului la apă, iar în timpul reîncărcării favorizează producerea oxigenului”.

Descoperirea ar putea contribui la dezvoltarea unor sisteme de stocare a energiei mai ieftine și mai sustenabile, care să ajute la rezolvarea unor provocări ale tranziției energetice, precum stocarea surplusului de electricitate produs de sursele regenerabile, scrie TechXplore.

Studiul a fost publicat în revista Journal of Materials Chemistry A.

Vă recomandăm să citiți și:

Un test neanunțat al unui startup spațial controversat i-a șocat pe astronomi

Romanii au creat sticlă care își schimbă culoarea acum 1.600 de ani, iar oamenii de știință au descifrat rețeta

Fizicienii au reușit să miște un obiect vizibil folosind o forță cuantică. De ce este important experimentul din Japonia?

Un nou dispozitiv promite să transmită aromele prin Internet