Аккумулятор на сахаре запасает на порядок больше энергии по сравнения с литий-ионными

Для живых организмов различные виды сахара, такие как глюкоза, фруктоза, сахароза или декстроза, служат отличными источниками энергии. Их молекулы являются энергетически насыщенными, процесс их переноса относительно прост, как и процедура расщепления. Клетки почти всех живых организмов на нашей планете генерируют энергию в виде аденозинтрифосфата как раз из глюкозы.

Специалисты из Технологического Института Вирджинии сумели создать аккумуляторные ячейки на основе сахара с плотностью хранения энергии 596 А*ч/кг, что примерно в 10 раз выше этого показателя в распространённых литий-ионных аккумуляторах. Перезарядка ячеек осуществляется за счёт 15% раствора мальтодекстрина. Исследователи видят коммерческое применение подобных аккумуляторов в ближайшие три года.

Учёные во главе с Персивалем Жангом создали ячейки, используя процесс искусственного метаболизма для превращения глюкозы в электричество. Наиболее сложным в данном случае было нахождение оптимального пути прохождения ферментов и удержание их на протяжении длительного периода времени. К сожалению, пока не сказано, сколько циклов перезарядки выдерживают подобные аккумуляторы.

Разработанные био-аккумуляторы используют 13 ферментов и воздух для производства 24 электронов из одного «блока» глюкозы. Это равнозначно мощности 0,8 мВт/см, плотности тока 6 мА/см и плотности хранения энергии, как уже сказано, 596 А*ч/кг. Использование таких аккумуляторов, помимо очевидного преимущество в виде роста продолжительности автономной работы устройств, будет выгодным ещё и с экологической точки зрения, поскольку единственным побочным продуктом их функционирования является вода.

Кроме привычных устройств, таких как смартфоны, био-аккумуляторы имеют огромную потенциальную области применения в виде имплантатов, подкожных сенсоров и встраиваемых в организм компьютеров. Бесконечным источником «топлива» для них станет глюкоза из кровеносной системы человека, но это уже перспективы чуть более далёкого будущего.