Uued patareid töötavad vitamiinidega

Toronto Ülikoolis on keemikute meeskond välja töötanud täiesti uut tüüpi aku, mis saab töötada vitamiinide jõul. Geneetiliselt muundatud seente abil valmistasid teadlased B2-vitamiini niite, millest nad arendasid suure mahutavusega aku.

Uue aku omadusi saab võrrelda praegu kasutatavate liitiumioonakudega, mille pinge on 2,5 V, kuid tavapärase liitiumi asemel, mida nendes akudes katoodina kasutatakse, kasutasid teadlased B2-vitamiini niitidest saadud flaviini.

Teadlaste sõnul oli neil raske leida molekule, mis vastaksid kõigile nõuetele ja mida saaks kasutada tarbeelektroonikas, kuid lõpuks nad seda tegid. See polnud juhus, et teadlased olid huvitatud looduslikest materjalidest, ja üks teadlastest, Dwight Seferos, märkis, et kui võtta algselt keeruline materjal, kulub uue materjali tootmiseks palju vähem aega.

Harvardi teadlased viisid läbi sarnase katse ja lisasid akusse B2-vitamiini, kuid Torontos ütlesid nad, et nende väljatöötatud mudel on esimene omataoline ja kasutab ühes elektroodis polümeermolekule (pika ahelaga). Selle tulemusel salvestab selline aku energiat tõhusalt mitte metallidesse, vaid plastikusse, mis on vähem mürgine ja kergemini töödeldav.

Pärast pikka erinevate pika ahelaga polümeeride uurimist õnnestus keemikutel luua uus materjal. Seferose sõnul võib orgaanilist keemiat võrrelda Legoga – osad pannakse kokku kindlas järjekorras, kuid mõnikord juhtub, et paberil peaks kõik kokku sobima, kuid tegelikkuses osad ei sobi kokku, sama protsessi võib täheldada ka keemias molekulidega. Pika ahelaga polümeerid on molekulid, mis on kinnitunud pikkade molekulide peaahela külge.

Teadlased ise märkisid, et suutsid oma „konstruktori” kokku panna alles viiendal katsel, kui pärast pika ahelaga molekulide ja kahe flaviiniühiku ühendamist said nad uue katoodmaterjali, mis vastas kõigile teadlaste nõuetele.

Vitamiin B2 on vajalik energia kogunemiseks organismis ja on võimeline ka reaktsioonidesse astuma, mis on just see omadus, mis teadlasi huvitas, kuna see teeb B2-vitamiinist suurepärase valiku laetavates akutes kasutamiseks.

Seferos selgitas, et B2-vitamiin suudab korraga vastu võtta kuni kaks elektroni, omab teiste uuritud omadustega polümeeridega võrreldes suurt läbilaskevõimet ja suudab kanda mitut laengut. Teadlased püüavad nüüd leida materjali uusi variatsioone, mida saaks mitu korda laadida.

Uue aku esimene prototüüp on praegu tavapärase kuuldeaparaadi aku suurune, kuid eksperdid loodavad, et nende õhukesed, paindlikud ja energiatõhusamad patareid suudavad konkureerida traditsiooniliste metalli sisaldavate patareidega. Teadlased märkisid ka, et flaviinil põhinev tehnika aitab tulevikus arendada patareide läbipaistvaid versioone.