Витамин B12, который мы привыкли получать с мясом, рыбой и яйцами, неожиданно пригодился в энергетике. Группа исследователей из Университета Кордовы (Испания) впервые использовала его в качестве катализатора - вещества, ускоряющего химическую реакцию, - для перезаряжаемой батареи. Работа опубликована в Journal of Materials Chemistry A.

Речь идёт о цинк-воздушном элементе. В таких устройствах один из электродов "дышит" кислородом из воздуха, а второй сделан из цинка. Прототип испанских учёных содержит витамин B12 (кобаламин), закреплённый на одностенных углеродных нанотрубках - микроскопических трубочках из углерода. Такая конструкция помогает идти электрохимической реакции, потому что в центре молекулы витамина находится кобальт в степени окисления III.

Это уже третья биомолекула, которую команда опробовала в роли катализатора: раньше в их батареях работали гемоглобин и каталаза - белки, содержащие железо. Главное достижение нынешнего проекта в том, что элемент с B12 удалось сделать перезаряжаемым. Он выдержал до 250 циклов заряда и разряда.

"Мы смотрели на свойства природных материалов, чтобы применить их в новых батареях", - пояснил один из авторов Мануэль Кано Луна. Сложность была в том, что витамин B12 хорошо растворяется в воде, а электролит в элементе - водный. Чтобы витамин не вымывался, его прикрепили к нанотрубкам, имитируя то, как аминокислоты соединяются в белках.

Цинк-воздушные аккумуляторы считаются перспективной заменой литий-ионным: цинк распространён и подлежит переработке, кислород берётся из воздуха, поэтому батарея легче. Водные электролиты не горят, что повышает безопасность. Но для работы нужен эффективный катализатор, который к тому же должен действовать в обе стороны - и при разряде, и при заряде. По словам исследователя Антонио Хесуса Фернандеса Ромеро, витамин B12 "показал, что соответствует необходимым условиям": при разряде он ускоряет восстановление кислорода до воды, а при заряде - выделение кислорода.

Авторы подчёркивают: пока это лабораторный прототип, а не готовый продукт. Но он открывает путь к более дешёвым и устойчивым системам хранения энергии, которые могут пригодиться при переходе на возобновляемые источники - например, для накопления их избытков.

Источник: Tech Xplore