Органическая энергия из глюкозы и витамина B2

19.11.2025

Ученые из Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории и Аргонской национальной лаборатории представили инновационное решение - проточный органический аккумулятор, использующий глюкозу и рибофлавин (витамин B2) в качестве ключевых компонентов.

Принцип работы новой батареи отличается от традиционных подходов тем, что вместо дорогих катализаторов из платины и золота применен рибофлавин. Этот биологически активный витамин выполняет функцию медиатора, обеспечивая циклический перенос электронов между электродами батареи и глюкозным электролитом. Таким образом, проточная ячейка воспроизводит процессы, схожие с ферментативным метаболизмом в живых клетках, где рибофлавин естественным образом участвует в переносе энергии.

Эксперименты показали, что использование кислородного электрода в щелочной среде позволяет достигать пиковой удельной мощности 13 мВт на квадратный сантиметр. При этом измерения проводились при комнатной температуре и атмосферном давлении. Для сравнения, проточные биотопливные элементы на основе глюкозы предыдущих поколений показывали в двадцать раз меньшую мощность при аналогичных условиях.

Экономическая привлекательность разработки обусловлена доступностью и невысокой стоимостью используемых материалов. Так, килограмм глюкозы оценивается примерно в 20 долларов, в то время как килограмм платины стоит около 52 тысяч долларов. Кроме того, стабильность рибофлавина при базовом уровне рН обеспечивает долговременную и надежную работу батареи.

Технология открывает возможности использования возобновляемых растительных источников глюкозы для производства электроэнергии. Это делает аккумулятор экологически безопасным и независимым от добычи редких и дорогостоящих металлов, что особенно важно для устойчивого развития энергетики будущего.

Одним из ключевых преимуществ нового подхода является возможность масштабирования. Проточные элементы можно соединять в более крупные блоки для накопления энергии, что позволяет создавать системы различной мощности, подходящие как для бытового, так и для промышленного использования.

В отличие от привычных литий-ионных аккумуляторов, биоаккумулятор на глюкозе и витамине B2 использует биосовместимые материалы, что снижает экологический след производства и утилизации. Это делает технологию перспективной не только для стационарных систем хранения энергии, но и для портативных устройств, работающих на безопасных и возобновляемых источниках энергии.

<< Назад: IQ близнецов может значительно отличаться 19.11.2025

>> Вперед: Малые модульные реакторы Rolls-Royce 18.11.2025

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Скука - двигатель перемен 09.03.2026

Современная жизнь редко оставляет человеку время на простое ощущение скуки. С развитием цифровых технологий и постоянным доступом к социальным сетям мы стремимся мгновенно развлекать себя, избегая пауз, когда ум может быть свободен от внешних раздражителей. Между тем, новое исследование показывает, что скука выполняет важную роль в психическом здоровье и может стимулировать личностное развитие. Часто скука воспринимается как негативное состояние, которое хочется немедленно устранить. Однако психологи отмечают, что именно моменты, когда человеку становится по-настоящему скучно, могут побудить к поиску нового хобби, пересмотру жизненных приоритетов или появлению свежих идей. Это состояние открывает пространство для саморефлексии и внутреннего роста. Исследователи из Университета Бата и Тринити-колледжа показали, что привычка уходить в социальные сети в моменты скуки мешает человеку достигать "максимальной скуки". В результате стимулируется лишь поверхностное отвлечение, которое не ...>>

Наушники Soundcore Space 2 09.03.2026

Современные пользователи все чаще ищут универсальные наушники, способные сочетать высокое качество звука, комфорт при длительном ношении и длительное время автономной работы. На выставке MWC 2026 компания Anker представила новую модель полноразмерных беспроводных наушников Soundcore Space 2, которая нацелена как на повседневное использование, так и на путешествия, предлагая обновленный дизайн и расширенные технические возможности по сравнению с предыдущей версией. Новинка получила более плавные линии чаш и легкий корпус весом 261 грамм, что обеспечивает комфорт даже при длительном прослушивании музыки. Для улучшения посадки и удобства производитель использовал мягкую пену с эффектом памяти, а эргономика наушников была протестирована на более чем 2000 профилях головы, что позволило достичь оптимального прилегания для большинства пользователей. Soundcore Space 2 будут доступны в трех цветовых вариантах: кремовый белый (Cream White), угольно-черный (Jet Black) и шалфейно-зеленый (Sa ...>>

Ритм сердца влияет на восприятие и чувства 08.03.2026

Связь между сердцем и мозгом выходит далеко за пределы привычного представления о том, что сердце просто качает кровь. Новые исследования показывают, что сердечный ритм способен прямо влиять на восприятие внешнего мира и на эмоциональное состояние человека, открывая уникальный диалог между физиологией и сознанием. Работа сердца делится на две основные фазы: систолу и диастолу. Во время систолы сердечная мышца сокращается и выталкивает кровь в сосуды, а при диастоле сердце расслабляется, позволяя крови вернуться внутрь. Хотя мозг не управляет каждой конкретной фазой сокращений, он регулирует частоту сердечных сокращений в зависимости от состояния организма: в стрессовой ситуации пульс учащается, а в спокойном состоянии снижается. Однако взаимодействие между сердцем и мозгом двустороннее: мозг реагирует на сигналы от сердца так же, как сердце откликается на команды мозга. Международная группа исследователей проанализировала мозговую активность в зависимости от сердечного цикла. Они ...>>

Молекулы ДНК как новые носители данных 08.03.2026

С ростом объемов цифровой информации ученые ищут новые методы хранения данных, способные сочетать высокую плотность, долговечность и энергоэффективность. Одним из самых перспективных направлений становится использование молекул ДНК - естественного носителя генетической информации, который способен сохранять данные в течение тысяч лет при подходящих условиях. Недавние исследования показывают, что ДНК может стать не только архивом, но и полноценным перезаписываемым носителем информации. Исследователи из Университета Миссури создали систему, позволяющую записывать, стирать и повторно записывать данные в молекулах ДНК. Ранее ДНК использовалась в основном для долговременного архивирования информации, что делало носитель одноразовым. Новый подход превращает молекулярный носитель в полноценный цифровой накопитель с возможностью редактирования содержимого. Принцип работы устройства основан на естественном "языке" ДНК: в отличие от обычных компьютеров, где данные кодируются последовательн ...>>

Получение кислорода из лунного грунта 07.03.2026

Освоение Луны требует решения множества задач, связанных с обеспечением жизнедеятельности и функционированием оборудования в условиях ограниченных ресурсов. Одной из ключевых проблем является доставка кислорода с Земли, что значительно увеличивает стоимость и сложность космических миссий. Новые технологии позволяют получать кислород непосредственно на поверхности Луны, открывая путь к автономным и долговременным экспедициям. В центре исследований NASA находится метод извлечения кислорода из лунного реголита - рыхлого слоя измельченных пород, покрывающего поверхность спутника. Реголит содержит значительное количество окислов, включая окись железа и диоксид кремния, которые являются потенциальным источником кислорода. По оценкам специалистов, до 40% массы реголита приходится на химически связанный кислород. Ключевым элементом технологии является электролиз расплавленного реголита. Процесс предполагает пропускание электрического тока через сильно нагретый материал, что приводит к вы ...>>

Случайная новость из Архива Рулевое определит усталость водителя 29.04.2014 Работа большинства существующих или проектирующихся систем распознавания усталости водителя основана на использовании видеокамер и (или) специальных инфракрасных датчиков. Такие комплексы следят за лицом автомобилиста, анализируя положение глаз, носа, рта и других частей лица. Кроме того, отслеживается частота моргания и продолжительность временных интервалов, в течение которых закрыты веки. Если электроника заметит низкий уровень концентрации шофера или признаки засыпания, будет подан тревожный сигнал. Однако подобные системы стоят довольно дорого, что не позволяет использовать их в массовом порядке. Теперь исследователи из Вашингтон Стейт Юниверсити Спокан (США) предложили технологию, которая может стать недорогой альтернативой существующим системам мониторинга усталости. Идея заключается в том, чтобы контролировать состояние автомобилиста по интенсивности и характеру отклонений рулевого колеса. Для тестирования системы применялся специальный симулятор вождения, фиксирующий почти 90 самых различных показателей, связанных со скоростью движения, ускорением, торможением, изменением полосы движения, поворотами машины и пр. В исследовании участвовали около 30 человек: для появления признаков усталости им приходилось имитировать работу в ночную смену. Оказалось, что отслеживание изменений положения рулевого колеса и характера его отклонений позволяет с высокой точностью выявлять признаки усталости водителя на ранней стадии. Для работы системы достаточно установить на руле недорогие датчики, что может быть сделано на автозаводе или в сервисном центре. Исследователи уже получили патент на предложенное решение.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026