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        可生物降解的高能糖電池問世 有望替代傳統(tǒng)電池

        2014-01-30 00:52:29中國科技網(wǎng)
        中國材料進(jìn)展 2014年1期
        關(guān)鍵詞:張說糊精麥芽

        據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)2014年1月21日報道,美國弗吉尼亞理工大學(xué)研究小組開發(fā)出一種電池,以糖為能源提供電力,能量密度達(dá)到前所未有的水平,繼續(xù)發(fā)展有望替代傳統(tǒng)電池成為一種廉價的、可充電而且可生物降解的電池。相關(guān)論文發(fā)表在當(dāng)天的《自然·通訊》雜志上。

        發(fā)明糖電池的是該校農(nóng)業(yè)與生命科學(xué)學(xué)院、工程學(xué)院的生物系統(tǒng)工程副教授帕西瓦爾·張。他說,雖然現(xiàn)在也有其他糖電池,但他們的糖電池能量密度比以前的高出一個數(shù)量級,在充電之前運(yùn)行的時間更長。預(yù)計3年后,這種糖電池將能為手機(jī)、平板電腦、視頻游戲和大量其他電子器材供電。

        “糖是自然界一種絕佳的、儲存能量的混合物。”張說,“所以僅從邏輯上講,我們也要努力利用這種天然能量,以一種環(huán)保的方式來生產(chǎn)電池?!?/p>

        據(jù)美國環(huán)保署稱,僅在美國,每年就有數(shù)十億的有毒電池被扔掉,給環(huán)境和人體健康帶來很大威脅。這種糖電池有望幫人們減少填埋數(shù)十萬噸的電池。

        這種糖電池利用了一系列酶,這些酶以一種自然界沒有的方式組合在一起。張和同事構(gòu)造了一種非天然式的合成酶路徑,能從糖里面獲取所有的電荷勢能,在一個小小的酶燃料電池中產(chǎn)生電流。傳統(tǒng)電池通常是用昂貴的鉑金作催化劑,而他們用的是低成本的生物催化酶。“通過一種酶流注,我們能把糖溶液中的所有電荷緩慢地、一步步地釋放出來?!睆堈f。就像所有其他燃料電池一樣,糖電池也是一種聯(lián)合燃料。研究人員用的是麥芽糊精和空氣產(chǎn)生電流和水,麥芽糊精是一種多聚糖,由淀粉部分水解形成,水是主要副產(chǎn)品。

        研究人員還指出,糖電池和氫燃料電池、直接的甲醇燃料電池不同,糖溶液燃料不會爆炸、燃燒,能量存儲密度更高。制造這種電池的酶和燃料還能生物降解。此外,糖電池還能再次充電,在其中加入糖就像給打印機(jī)的墨盒裝入墨水一樣。

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