血红素分子可能是更有效电池的关键 2016-12-03 06:10:07

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耶鲁大学的一项新研究表明,在血液中输送氧气的分子可能是开发下一代电池的关键

近年来,锂 - 氧(Li-O2)电池作为锂离子电池的可能继承者而出现 - 锂离子电池是消费电子产品的行业标准 - 因为它们可能长时间保持充电

例如,电子设备可能会持续数周而不会收费;电动汽车的行驶时间比现行标准长四到五倍

但在此之前,研究人员需要使Li-O2电池足够高效用于商业应用,并防止形成过氧化锂,这是一种覆盖电池氧电极表面的固体沉淀物

一个障碍是寻找有效促进称为析氧反应的过程的催化剂,其中氧化锂产物分解成锂离子和氧气

化学和环境工程副教授安德烈泰勒的耶鲁实验室已经确定了一种称为血红素的分子,它可以作为一种更好的催化剂

研究人员证明,血红素分子通过降低改善电池充电/放电循环时间所需的能量来改善Li-O2电池的功能

结果出现在Nature Communications中

主要作者是泰勒实验室的前博士后研究员Won-Hee Ryu,他现在是韩国Sookmyung女子大学的化学和生物工程助理教授

血红素是一种分子,它构成血红蛋白的两个部分之一,血红蛋白携带动物血液中的氧气

Ryu解释说,用于Li-O2电池时,该分子会溶解到电池的电解质中,并起到所谓的氧化还原介质的作用,从而降低电化学反应所需的能垒

“当你呼吸空气时,血红素分子会吸收空气中的氧气到你的肺部,当你呼气时,它会将二氧化碳输送回来,”泰勒说

“所以它与氧气结合良好,我们认为这是增强这些有前途的锂空气电池的一种方法

”研究人员补充说,他们的发现有助于减少动物废物处理量

“我们正在使用传统上只是浪费的生物分子,”泰勒说

“在动物产品行业,他们必须找到一些处理血液的方法

在这里,我们可以从这些废物中提取血红素分子并将其用于可再生能源储存

“Ryu指出,通过使用可回收的生物废料作为催化剂材料,该技术既有效又可以优先发展绿色能源应用

出版物:Won-Hee Ryu等人,“血红素生物分子作为氧化还原介体和用于锂氧电池高效充电的氧气梭”,Nature Communications 7,货号:12925(2016); doi:10.1038 / ncomms12925资料来源:耶鲁大学William Weir