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:

Алкоголь может привести к слобоумию 29.11.2025

Проблема влияния алкоголя на стареющий мозг давно вызывает интерес как у врачей, так и у исследователей когнитивного старения. В последние годы стало очевидно, что границы "безопасного" употребления спиртного размываются, и новое крупное исследование, проведенное международной группой ученых, вновь указывает на это. Работы Оксфордского университета, выполненные совместно с исследователями из Йельского и Кембриджского университетов, показывают: даже небольшие дозы алкоголя способны ускорять когнитивный спад. Команда проанализировала данные более чем 500 тысяч участников из британского биобанка и американской Программы миллионов ветеранов. Дополнительно был выполнен метаанализ сорока пяти исследований, в общей сложности включавших сведения о 2,4 миллиона человек. Такой масштаб позволил оценить не только прямую связь между употреблением спиртного и развитием деменции, но и влияние генетической предрасположенности. Один из наиболее тревожных результатов касается людей с повышенным ге ...>>

Искусственный мозговой матрикс 29.11.2025

Биоинженерия стремительно выходит за пределы традиционной работы с клетками и биоматериалами. Ученые пытаются не просто выращивать ткани, но и воссоздавать механизмы, управляющие жизнью клеток в реальном организме. Одним из наиболее амбициозных направлений стала разработка искусственных матриксов, которые могли бы подменить природную среду и дать исследователям возможность изучать работу мозга без участия биологических компонентов. На этом фоне работа специалистов Калифорнийского университета в Риверсайде представляет собой особенно заметный шаг вперед. В центре их исследования - платформа BIPORES, созданная полностью из синтетических веществ. Цель проекта заключалась в попытке смоделировать сложную, многослойную структуру внеклеточного матрикса, который в настоящем мозге обеспечивает питание, связь и организацию нервных клеток. При этом разработчики сознательно отказались от каких-либо белков, традиционно необходимых для прикрепления клеток, таких как ламинин или фибрин. Это решени ...>>

Ранняя Вселенная не была ледяной 28.11.2025

Понимание того, как формировались первые структуры во Вселенной, требует взгляда в эпохи, в которых не существовало ни звезд, ни галактик, ни привычных нам источников света. Научные группы по всему миру пытаются восстановить картину тех времен при помощи слабейших радиосигналов, оставшихся от водорода, который наполнял космос вскоре после Большого взрыва. Новые результаты, полученные на радиотелескопе Murchison Widefield Array в Австралии, неожиданным образом меняют представление об этих ранних этапах. Сразу после Большого взрыва, произошедшего около 13,8 миллиарда лет назад, пространство стремительно расширялось и остывало. Через несколько сотен тысяч лет образовался нейтральный водород, и началась так называемая эпоха тьмы, когда Вселенная была лишена источников излучения. Лишь значительно позже гравитация собрала газ в плотные области, где зародились первые звезды и ранние черные дыры, а их интенсивное излучение привело к реионизации водорода и окончательному появлению света. ...>>

Устройство идеальной очистки воздуха 28.11.2025

Качество воздуха в закрытых помещениях давно стало важнейшим фактором здоровья, особенно в городах, где люди проводят подавляющую часть времени внутри зданий. В последние годы исследователи уделяют все больше внимания именно тем технологиям, которые способны задерживать или разрушать вредоносные частицы до того, как они попадут в дыхательные пути человека. Одним из таких новаторских направлений стала разработка инженеров Университета Британской Колумбии в Оканагане, которые предложили принципиально иной подход к очистке воздуха в присутствии людей. По словам профессора Школы инженерии доктора Санни Ли, традиционные персонализированные вентиляционные системы действительно могут улучшать качество воздуха вокруг пользователя, однако их принцип работы имеет ряд ограничений. Человек вынужден находиться в строго определенной зоне, а одновременное использование одной системы несколькими людьми снижает эффективность. Кроме того, непрерывный поток сухого очищенного воздуха способен вызывать ...>>

Ощущение текстуры через экран гаджета 27.11.2025

Гаджеты научились передавать изображение и звук с впечатляющей реалистичностью, но тактильные ощущения по-прежнему остаются недоступными для полноценной цифровой симуляции. Именно поэтому инженеры и исследователи во всем мире стремятся создать технологии, которые позволят "почувствовать" виртуальный объект так же естественно, как и настоящий. Новая разработка специалистов Северо-Западного университета США стала одним из самых заметных шагов в этом направлении. Возглавлявшая исследование аспирантка Сильвия Тан (Sylvia Tan) подчеркивает, что прикосновение остается последним фундаментальным чувственным каналом, для которого пока нет зрелого цифрового аналога. По ее словам, если визуальные и звуковые интерфейсы давно обеспечивают высокую степень реалистичности, то осязание лишь начинает приближаться к этому уровню. В недавней публикации в журнале Science Advances Тан отмечает, что новая технология способна изменить само представление о взаимодействии человека с устройствами. Разработ ...>>

Случайная новость из Архива Микросхема LSM6DSO32 для MEMS-датчиков движения 17.07.2020 Компания STMicroelectronics обновила свою линейку MEMS-датчиков движения, выпустив новую микросхему LSM6DSO32, включающую трехмерный цифровой акселерометр и гироскоп. LSM6DSO32 отличается пониженным потреблением 0,55 мА при работе в режиме Performance, что позволяет точно отслеживать движение объекта даже при питании от батарейки. Микросхема имеет встроенную машину состояний, которая позволяет производить первичную обработку сигнала, снижая нагрузку на внешний микроконтроллер и общее энергопотребление. Благодаря гибким настройкам, LSM6DSO32 может распознавать следующие события - свободное падение, ориентация в пространстве по 6 осям, нажатие и двойное нажатие клавиши, распознавание типа активности и определение начала движения. Внутренние IP-блоки, обладающие незначительным энергопотреблением и высокой производительностью, реализуют функции шагомера в виде детектора шага и счетчика шагов, позволяют обнаруживать наклон и значительное движение. LSM6DSO32 определяет ускорения в диапазоне +-4/+-8/+-16+-32 g и измеряет угловую скорость +-125/+-250/+-500/+-1000/+-2000 dps. Датчик содержит 9 кбайт буферной памяти для динамического пакетирования данных. Высокая устойчивость к механическим воздействиям позволяет успешно применять LSM6DSO32 в устройствах с повышенными требованиями к надежности. LSM6DSO32 поставляется в LGA-корпусе 2,5 x 3,0 x 0,83 мм с 8 выводами. Особенности LSM6DSO32: Потребление 0,55 мА при одновременной работе акселерометра и гироскопа; Встроенный буфер FIFO на 9 кбайт; Шкала измерения ускорения +-4/+-8/+-16/+-32 g; Шкала измерения угловой скорости +-125/+-250/+-500/+-1000/+-2000 dps; Частота выдачи данных до 6664 Гц (ODR); Напряжение питания: от 1,71 до 3,6 В; Независимое питание входа-выхода (1,62...3,6 В); Компактные размеры: 2,5 x 3,0 x 0,83 мм; Внешние интерфейсы - SPI / I?C & MIPI I3CSM; Функции шагомера, детектор движения и обнаружение наклона; Настраиваемый автомат обработки данных (FSM-машина состояний); Работа в режиме SensorHUB (подключение внешних датчиков); Внутренний датчик температуры.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025