A “véres akkumulátor” hasznosabb lehet, mint az talán elsőre látszik: a Cordobai Egyetem kutatói vezetésével kifejlesztett akkumulátor ugyanis az emberi vérben megtalálható hemoglobint hasznosítja, és ezért teljesen biokompatibilis (hogy ez mit jelent, arra mindjárt kitérünk). A hemoglobin a vörösvérsejtek egyik kulcsfontosságú fehérjéje, amely arról ismert, hogy a szervezetben oxigént szállít. A prototípus, a cink-levegő akkumulátor, ezt a hemoglobint használja fel, hogy elősegítse az oxigénredukciós reakciót (ORR), amely a kémiai energia elektromos energiává alakításának kritikus folyamata. Az akkumulátor prototípusa egyelőre ugyan nem újratölthető, de 20-30 napig így is hatékonyan működik – írja a Techxplore.

A működési elv röviden a következő: a hemoglobin felelős tehát az oxigénredukciós reakciónak (ORR) nevezett elektrokémiai reakció elősegítéséért, ami azt eredményezi, hogy miután a levegő belép az akkumulátorba, az oxigén redukálódik és vízzé alakul át az akkumulátor egyik részében (a katód vagy pozitív pólus), felszabadítva az elektronokat, amelyek átjutnak az akkumulátor másik részébe (anód vagy negatív pólus), ahol a cink oxidációja történik.

Ahogy azt az egyik kutató Manuel Cano Luna kifejti:

“Ahhoz, hogy jó katalizátor legyen az oxigénredukciós reakcióban, a katalizátornak két tulajdonsággal kell rendelkeznie: gyorsan fel kell vennie az oxigénmolekulákat és viszonylag könnyen kell vízmolekulákat képeznie. A hemoglobin pedig megfelelt ezeknek a követelményeknek.”

Ezzel a folyamattal a csapat elérte, hogy a prototípus biokompatibilis akkumulátoruk 0,165 milligramm hemoglobinnal működjön 20-30 napig.

A kifejlesztett akkumulátor prototípus az erős teljesítményen kívül egyéb előnyökkel is büszkélkedhet. Mindenekelőtt a cink-levegő akkumulátorok fenntarthatóbbak és ellenállnak a kedvezőtlen légköri viszonyoknak, ellentétben más, nedvesség által érintett akkumulátorokkal, amelyek az előállításához inert atmoszférát igényelnek. Ám a mostani fejlesztés elsősorban azért izgalmas, mert új lehetőséget kínál a beültetett orvosi eszközök energiatárolására. Mint írtuk, a fejlesztés biokompatibilis, vagyis a hemoglobin alapú akkumulátor az emberi vérhez hasonló pH-szinten működik, és ezért ideális jelölt az emberi szervezetbe integrált eszközökhöz, például pacemakerekhez.

A cink-levegő akkumulátormodell a fentebb említett előnyei mellett kétségtelenül rendelkezik sajnos bizonyos korlátokkal. Ezek közül az elsődleges, hogy az akkumulátor nem újratölthető – épp ezért jelenleg a kutatócsoport más biológiai fehérjéket is vizsgálnak, amelyek lehetővé teszik az akkumulátor számára, hogy a vizet újra oxigénné alakítsa, és ezáltal újratölthetővé tegye.

A csapat az eredményeit az Energy & Fuels folyóiratban tette közzé, és összességében Techxplore summázata szerint a “véres akkumulátor” ígéretes lépést jelent a megújuló energiatárolás iránti növekvő kereslet és a lítium-ion akkumulátorok környezeti hatásai által támasztott kihívások kezelése felé.

(A cikkhez használt kép illusztráció, forrása: Pixabay/OpenClipart-Vectors)