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:

Ферроэлектрики научились выдерживать более 10 миллиардов циклов перезаписи 11.10.2026

Энергонезависимая память должна не только быстро записывать и сохранять информацию без постоянного питания, но и выдерживать огромное количество циклов перезаписи. Одним из перспективных вариантов такой технологии считаются ферроэлектрические материалы, однако их практическое применение долгое время ограничивалось сравнительно быстрым разрушением. Исследователям удалось установить механизм этого процесса на атомном уровне и предложить способ, который значительно увеличивает срок службы таких материалов. Работу выполнила группа ученых из Университета электронной науки и техники Сианя (Xidian University) совместно с коллегами из Гонконгского университета и Фуданского университета. Особый интерес специалистов вызвали ферроэлектрики со структурой вюрцита, в частности нитрид алюминия-скандия (AlScN). Эти материалы способны сохранять информацию благодаря изменению направления электрической поляризации на атомном уровне и хорошо совместимы с современными технологиями производства микросхем ...>>

Электромобиль VENTRA с системой очистки воздуха 11.10.2026

Даже автомобили без двигателя внутреннего сгорания не являются полностью безвредными для окружающей среды. При движении любой автомобиль изнашивает шины и тормозные элементы, в результате чего в воздух и на дорожное покрытие попадают мельчайшие частицы. Студенты Эйндховенского технологического университета решили обратить внимание именно на этот мало заметный источник загрязнения и создали концептуальный электромобиль VENTRA, способный собирать часть таких загрязняющих веществ непосредственно во время движения. Проект разработала команда TU/ecomotive, которая оснастила VENTRA специальной системой улавливания частиц, образующихся при износе шин и торможении. Авторы концепта считают, что переход на электрическую тягу сам по себе не решает проблему автомобильных выбросов. Более тяжелые электромобили дополнительно нагружают шины, а их электродвигатели способны обеспечивать очень быстрое ускорение, что также может способствовать повышенному износу резины. Собранные около колес частицы си ...>>

Лазерное переключение магнитов 10.10.2026

Технологии хранения данных постоянно стремятся уменьшить размеры элементов памяти и одновременно увеличить скорость записи информации. Один из возможных путей связан с использованием света, который способен переносить энергию с огромной скоростью и воздействовать на очень небольшие области материала. Инженеры Университета Калифорнии в Сан-Диего (UC San Diego) продемонстрировали необычный способ управления магнитным состоянием вещества, при котором внешнее магнитное поле вообще не требуется. В обычных жестких дисках информация записывается в виде последовательности крошечных магнитных областей, соответствующих значениям 1 и 0. Для изменения их состояния обычно необходимо внешнее магнитное поле, однако такой способ требует значительных энергетических затрат и ограничивает скорость записи. Исследователи UC San Diego предложили альтернативу - так называемое оптическое переключение, при котором магнитное состояние изменяется под воздействием лазерного излучения. По оценкам специалистов, ...>>

Наушники Neurable One с мониторингом концентрации и усталости мозга 10.10.2026

Современные наушники постепенно превращаются из обычного аудиоустройства в персональный электронный помощник. Они уже умеют подавлять окружающий шум, анализировать качество звука и отслеживать некоторые параметры физического состояния человека. Американская компания Neurable пошла еще дальше и предложила использовать наушники для оценки активности мозга, чтобы определить, насколько человек сосредоточен, испытывает умственное напряжение или начинает уставать. Новая модель получила название Neurable One и оснащена 12 датчиками, способными регистрировать электрическую активность мозга. В основе технологии лежит электроэнцефалография, или EEG, применяемая для фиксации электрических сигналов, возникающих при работе нервной системы. Датчики размещены во внутренних накладках наушников и начинают получать информацию сразу после того, как пользователь надевает устройство. Затем специальное приложение анализирует полученные данные и оценивает текущее состояние человека. Разработчики предус ...>>

Климатический кризис меняет питание детей и влияет на их здоровье 09.10.2026

Когда говорят о влиянии климатических изменений на здоровье человека, чаще всего вспоминают экстремальную жару, наводнения, засухи или лесные пожары. Однако последствия глобального потепления могут проявляться гораздо менее заметно. Один из таких механизмов связан с продовольствием: изменения климата способны влиять на урожайность, стоимость продуктов и их доступность, а через это - на качество питания детей. Особое значение эта проблема приобретает в первые годы жизни. Дети в возрасте до пяти лет особенно чувствительны к недостатку необходимых питательных веществ, поскольку именно в этот период питание и окружающая среда тесно связаны с ростом организма, развитием и формированием иммунной системы. Если полноценная пища становится менее доступной, последствия могут проявляться не сразу, но отражаться на здоровье ребенка в дальнейшем. Бразильские исследователи попытались определить, где подобные проблемы могут пересекаться с климатическими факторами. Для этого специалисты разработ ...>>

Случайная новость из Архива Миниатюрный чипсет для мобильных фотокамер 27.11.2003 Бывшее подразделение технологий мобильной связи Hyundai Electronics, корейская фирма Pantech&Curitel, сообщила о создании собственного чипа и модуля для фотокамер, встраиваемых в мобильные телефоны. Благодаря этому изобретению компания перестанет импортировать электронную "начинку" из других стран. На дальнейшие разработки модуля Pantech&Curitel выделила 18 USD млн. в год. Такие деньги она готова потратить для того, чтобы стать заметной на мировом рынке. Кроме того, как утверждают разработчики, новый модуль - самый миниатюрный в мире.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026