Výkonná baterie z cukru

27. leden 2014
Y. H. Percival Zhang (napravo) a a jeho kolega Zhiguang Zhu ukazují ekologicky šetrnou cukrovou baterii

Cukr obsahuje značné množství chemické energie. Možnost napájení běžných přístrojů pomocí palivového článku na bázi cukru prokázali na technice ve Virginii.

Cukr je jedním z vydatných zdrojů energie pro živé organismy, je pro ně jakýmsi univerzálním biopalivem. Naše technologie si však zatím většinou s podobnými zdroji energie příliš „nerozuměly”.

Dva výzkumníci z Virginské techniky, profesor Y. H. Percival Zhang a jeho kolega Zhiguang Zhu, vytvořili prototyp výkonné a ekologicky šetrné cukrové baterie, tedy spíše palivového článku, který v jednotce hmotnosti obsahuje asi 10x více náboje než baterie lithiová (hustota celkově využitelného elektrického náboje zde činí asi 600 ampérhodin na kilogram). Účinného uvolnění této energie ve formě elektrického proudu dosáhli vědci využitím speciální kombinace třinácti enzymů – biokatalyzátorů chemických reakcí, které se v přírodě pohromadě nevyskytují. Použité enzymy jsou přitom relativně levné, pokud je srovnáme s běžně užívanými katalyzátory jako je například platina, a nezatěžují životní prostředí.

Jejich baterie sice není první v historii, která uvolňuje energii z cukru, avšak jde o první případ, kdy cukr dokázal svoji převahu nad jinými zdroji energie a zároveň se ukázal být potenciálně využitelný jako napájecí zdroj pro běžné mobilní přístroje. Podle profesora Zhanga se již za tři roky možná dočkáme cukrových baterií či palivových článků, napájejících mobilní telefony, tablety nebo další podobné přístroje. Výhodou cukrových baterií bude navíc fakt, že se jejich zbytky v přírodním prostředí mohou snadno rozložit na ekologicky neškodné látky, na rozdíl od některých dnešních typů baterií anorganických. Jejich další přirozené využití bude možno nalézt v oblasti lékařských bioimplantátů.

Schéma složení cukrového článku

Palivem v nové cukrové baterii je konkrétně maltodextrin, což je přírodní polysacharid, vyráběný pomocí hydrolýzy škrobu. Díky (enzymy katalyzované) reakci tohoto cukru se vzduchem dochází k výrobě elektrického proudu, přičemž odpadním produktem je voda. Na rozdíl od běžných vodíkových či metanolových palivových článků jsou cukrové články nehořlavé a nejsou náchylné k explozi. Jejich cukrovou náplň bude navíc možno vyměňovat, podobně jako inkoust v tiskárnách.

Zdroje: Phys.Org, ExtremeTech, Nature Communications

Spustit audio
autor: Pavel Vachtl