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血红素分子可能是更好的电池的关键

时间:2021-11-02 11:58:00来源:

耶鲁大学的新研究表明,在血液中运送氧气的分子可能是开发下一代电池的关键。

近年来锂 - 氧气(Li-O2)电池出现了锂离子电池的可能继任者 - 消费电子产品的行业标准 - 由于它们很长一段时间的潜力持有电荷。例如,电子设备将在不充电的情况下进行数周;电动车可以比目前标准长4到五倍。

但在这可能发生之前,研究人员需要使LI-O2电池能够有效地进行商业应用,并防止形成过氧化物锂,固体沉淀物覆盖电池的氧电极表面。一个障碍物寻找催化剂,其有效地促进称为氧气进化反应的方法,其中氧化锂产物分解回锂离子和氧气。

Andre Taylor,化学和环境工程副教授的Yale Lab已鉴定出一种称为血红素的分子,其可以用作更好的催化剂。研究人员证明,通过降低改善电池充电/放电循环时间所需的能量,血红素分子通过降低能量的能量来改善Li-O2细胞功能。

结果出现在自然通信中。领先作者是泰勒实验室前博士后研究员的霍夫·里乌,现在是韩国苏康妇女大学的化学和生物工程助理教授。

血红素是构成血红蛋白的两部分中的一个的分子,其在动物的血液中携带氧气。在Li-O2电池中使用,Ryu解释说,分子将溶解在电池的电解质中,并充当雷带介质所谓的氧化还原介质,这降低了电化学反应所需的能量屏障。

“当你在空气中呼吸时,血红素分子从空气中吸收氧气到肺部,当你呼气时,它将二氧化碳退出,”泰勒说。“所以它与氧气有很好的结合,我们认为这是一种提升这些有前途的锂气电池的方法。”

研究人员补充说,他们的发现可以帮助减少动物废物处理量。

“我们正在使用传统上浪费的生物分子,”泰勒说。“在动物制品行业中,他们必须出去某种方式来处理血液。在这里,我们可以从这些废物中取出血红素分子并使用它来再生能量储存。“

Ryu注意到,通过使用可回收的BiowasteS作为催化剂材料,该技术既有效,在开发绿色能源应用中可能优先。

出版物:Won-Hee Ryu等,“血红素生物分子作为氧化还原介质和氧气梭式锂电池有效充电,”自然通信7,物品编号:12925(2016); DOI:10.1038 / ncomms12925

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