新电池可使用维生素
最近審查:02.07.2025
多伦多大学的一支化学家团队研发出了一种全新的电池,可以用维生素供电。科学家们利用转基因真菌,生产出维生素B2丝状体,并以此开发出一种高容量电池。
新电池的特性可以与目前使用的电压为 2.5 V 的锂离子电池相媲美,但科学家们没有使用通常的锂作为这些电池的阴极,而是使用了维生素 B2丝中的黄素。
据科学家称,他们曾努力寻找能够满足所有要求并可用于消费电子产品的分子,但最终他们成功了。科学家对天然材料的兴趣并非偶然,其中一位研究人员德怀特·塞费罗斯(Dwight Seferos)指出,如果采用一种最初很复杂的材料,那么生产新材料所需的时间就会少得多。
哈佛大学的科学家们进行了类似的实验,并在电池中添加了维生素B2。但在多伦多,他们表示,他们开发的模型是同类产品中的首创,并在其中一个电极中使用了聚合物分子(长链)。因此,这种电池能够有效地将能量存储在塑料中,而不是金属中,因为塑料毒性更小,也更易于加工。
经过对各种长链聚合物的长期研究,化学家们成功创造出一种新材料。塞费罗斯认为,有机化学可以比作乐高积木——零件按一定顺序组装在一起,但有时会出现这种情况:纸面上看起来一切应该都拼凑起来,但实际上零件却拼凑不起来。同样的过程在分子化学中也能看到。长链聚合物是连接到长分子主链上的分子。
研究人员自己也指出,他们只是在第五次尝试时才能够组装出他们的“构造器”,当时,在结合长链分子和两个黄素单元后,他们获得了一种满足所有科学家要求的新型阴极材料。
维生素B2是人体能量积累所必需的,它还能够参与反应,这正是科学家们感兴趣的特性,因为它使维生素B2成为可充电电池的绝佳选择。
塞费罗斯解释说,维生素B2一次最多可以接受两个电子,与其他已研究过的聚合物相比,其通量更高,而且可以携带多个电荷。科学家们目前正在尝试寻找这种材料的新变体,使其能够多次充电。
目前,新型电池的首个原型尺寸与传统助听器电池相当,但专家们希望,这种轻薄、柔韧且更节能的电池能够与传统的含金属电池竞争。科学家们还指出,基于黄素的技术将有助于未来开发透明电池。