شارژ باتری ها با خون

به گزارش  نبض ما به نقل از ایسنا، محققان در دانشگاه ییل دریافته اند که «هم» (heme) به عنوان یک مولکول موجود در خون می تواند بهره وری باتری های باتری های لیتیوم یون سنتی اکسیژن را بهبود بخشد.

هِم (heme)  بخش غیر پروتئینی هموگلوبین است که به آن گروه پروستتیک مولکول هموگلوبین می گویند. هِم عبارتست از یک حلقه پورفیرینی که یک اتم آهن دو ظرفیتی در مرکز آن قرار گرفته است.

باتری‌های لیتیوم یون سنتی تقریبا از رده خارج شده و دانشمندان برای غلبه بر موانع موجود این باتری ها به باتری های لیتیوم اکسیژن روی آوردند.

مشکل اصلی باتری‌های لیتیوم یون سنتی که پیش روی دانشمندان بود، عدم بهره وری و همچنین ساخت  پراکسید لیتیوم است که اثربخشی الکترودها را کاهش می دهد.

اما در حال حاضر یک تیم در دانشگاه ییل از یک مولکول موجود در خون به عنوان یک کاتالیزور استفاده کرده اند که نه تنها به بهبود عملکرد لیتیوم اکسیژن کمک می کند، بلکه سبب کاهش زباله های زیستی biowaste نیز می شود.

باتری های لیتیوم اکسیژن و یا لیتیوم-هوا، پتانسیل آن را دارند که بسیار طولانی تر از باتری های لیتیوم یون سنتی شارژ را نگه دارند و عمر دستگاه هایی مانند گوشی های هوشمند را افزایش دهند. از باتری های لیتیوم یون سنتی می توان چنیدن هفته بدون نیاز به شارژ مجدد استفاده کرد.

اما برای تحقق همه این موارد، ابتدا باید مشکلات کارایی این باتری ها و ساخت پراکسید لیتیوم (یک ماده نامحلول که الکترود باتری را مسدود می کند)، برطرف شود.

محققان در پژوهش های قبلی در تلاش بودند تا با نگهداری اکسیژن به صورت جامد در سلول، به مبارزه با پراکسید لیتیوم پرداخته و با اصلاح الکترود به تولید سوپراکسید لیتیوم بپردازند.

محققان دانشگاه ییل به دنبال یک کاتالیزور جدید بودند که به لیتیوم اکسید موجود در سلول اجازه می دهد تا مجددا به لیتیوم یون و اکسیژن گازی تبدیل شود.

آنها طی پژوهش های خود، این کاتالیزور را در یک جای غیر منتظره یعنی «خون حیوانات» یافتند.

نقش خون در بدن حمل‌ونقل اکسیژن در سراسر بدن بوده که این کار را به کمک یک پروتئین به نام هموگلوبین انجام می دهد؛ مولکول «هم» نیز بخشی از این پروتئین را تشکیل می دهد.

محققان دریافتند  زمانی که از این مولکول در باتری استفاده می شود، این مولکول به الکترولیت هایی تبدیل شده که مقدار انرژی مورد نیاز برای شارژ و دشارژ شدن باتری را تامین می کنند، این پژوهش در مجله Nature Communications به چاپ رسیده است.