У «Матриці» люди — буквальне (і метафоричне) джерело енергії, зокрема, вони забезпечують біоелектрикою наших володарів штучного інтелекту. На щастя, щоб біохімія живила наші машини, зовсім необов'язково бути рабами роботів-господарів у віртуальній реальності. Нам потрібні лише цукор та вітаміни.
У статті, нещодавно опублікованій в журналі American Chemical Society Energy Letters, провідний автор Чон-Хва Шон та його співавтори з Тихоокеанської північно-західної національної лабораторії та Аргонської національної лабораторії описують інноваційне використання глюкози та рибофлавіну (вітамін B2) у створенні проточної біопаливної комірки, яка функціонує подібно до людської клітини. Вони замінили стандартні каталізатори з благородних металів, такі як золото та платина, на простий, корисний рибофлавін.
Враховуючи різницю в ціні між кілограмом порошку глюкози (близько 20 доларів США) та кілограмом платини (близько 52 000 доларів США), новий метод є недорогим і екологічним підходом, що не вимагає видобутку корисних копалин або глобальної транспортної мережі. Тому, хоч ви й не зможете кричати: «Це золоті батарейки з рибофлавіном та цукром!», економія коштів та величезні переваги очевидні.
New Atlas раніше повідомляв про інновації в галузі зеленого зберігання енергії, наприклад, про прорив у лабораторії Берклі, де бактерії навчилися безпосередньо виробляти нове біопаливо з щільністю енергії значно вище, ніж у реактивного палива, і про ще один глюкозний біопаливний елемент з Університету Жозефа Фур'є в Греноблі, Франція, позбавляючи необхідності використовувати некрасиві, некрасиві та негігієнічні зовнішні батареї.
Хоча глюкоза вже зарекомендувала себе як біопаливо, володіючи унікальними перевагами, такими як низькотемпературна генерація електроенергії, легка доступність, низька вартість зберігання і можливість використання для генерації енергії на вимогу, а рибофлавін був ключовим кофактором ферментів у багатьох метаболічних реакціях, батарея від команди Шона набагато, набагато потужніша за аналогічні попередні біопаливні елементи на основі глюкози, які до тож мали величезну проблему використання фінансово та екологічно дорогих благородних металів.
У лужному середовищі та при роботі з кисневим електродом новий проточна комірка досягає пікової щільності потужності 13 мВт/см². Фактично, при кімнатній температурі та атмосферному тиску вона у 20 разів перевищує раніше зареєстроване значення в аналогічних умовах. Для світу, що прагне перейти на відновлювані джерела енергії, будь-яка батарея, яка пропонує доступне та екологічно чисте сховище енергії для житлових приміщень, виготовлена з широко розповсюджених природних матеріалів, є значним кроком уперед.
Отже, як працює нова проточна комірка? Клітини людини, як і всі клітини тварин, використовують ферменти задля зниження енергії активації в реакціях і, таким чином, збільшення їх швидкості. Рибофлавін, виступаючи у ролі медіатора, переносить електрони від електродів батареї до глюкозного електроліту, створюючи електрохімічний потік енергії із цукру. А оскільки природа легко створює запаси глюкози у вигляді рослин, нема потреби в експлуатації праці та руйнуванні навколишнього середовища для видобутку та транспортування металів з іншого кінця планети.
Натомість ми можемо просто піти на ферму за матеріалами для створення нових глюкозо-рибофлавінових біопаливних елементів. Щобільше, оскільки вони у 20 разів потужніші за попередні версії (оскільки рибофлавін стабільний при базовому pH, необхідному для електролітів в глюкозних проточних елементах), ці елементи мають великий потенціал для енергомісткого промислового використання.
Таким чином, у найближчому майбутньому, коли ваші електричні пристрої та будинки голодуватимуть, вам не доведеться турбуватися про те, що вони спустошать ваш банківський рахунок. Просто дозвольте їм отримувати стільки електронів, скільки їм потрібно з ваших солодких батарейок з вітаміном B2, і підключайте до мережі всі телевізори, комп'ютери, холодильники й зарядні пристрої, скільки захочете. Біосфера буде вам вдячна.
Джерело: Американське хімічне товариство
