İspanya’daki Cordoba Üniversitesi’ndeki bilim adamları, kırmızı kan hücrelerinin önemli bir bileşeni olan hemoglobini bir Kan Pili dahil ederek 20 ila 30 gün dayanabilen bir prototip oluşturmanın bir yolunu buldular. Çinko-hava piller, halihazırda dizüstü bilgisayarlardan elektrikli araçlara kadar her şeye güç sağlayan, her yerde bulunan lityum iyon pillere göre en çevre dostu alternatiflerden biridir. Oksijen indirgeme reaksiyonu adı verilen kimyasal bir reaksiyonla çalışırlar. Bataryaya hava çekildikçe, oksijen katotta (pozitif uç) suya dönüştürülür ve anotta (negatif uç) çinkoyu oksitleyen elektrotları serbest bırakır.
Bu reaksiyonun devam etmesini sağlamak için bazı çok spesifik özelliklere sahip iyi bir katalizöre ihtiyacınız var. Araştırmacılar hemoglobinin kesinlikle sahip olduğu özellikleri fark ettiler. Kıdemli yazar Manuel Cano Luna yaptığı açıklamada, “Oksijen azaltma reaksiyonu için iyi bir katalizör olmak için, bir katalizörün iki özelliğe sahip olması gerekir: oksijen moleküllerini hızlı bir şekilde absorbe etmesi ve nispeten kolay bir şekilde su molekülleri oluşturması gerekir.” “Ve hemoglobin bu gereksinimleri karşılıyor.” Hemoglobin, kırmızı kan hücrelerine karakteristik rengini ve oksijen taşıma yeteneğini veren bir proteindir. Bu, vücudumuzun işleyişi için temeldir ve pil de oldukça etkileyiciydi: yalnızca 0,165 miligram hemoglobin, pilin 20-30 gün dayanmasına izin veriyordu.
Bu diyagram pilin nasıl çalıştığını göstermektedir.
Resim kredisi: García-Caballero ve diğerleri, Enerji ve Yakıtlar, 2023 (CC BY 4.0)
Araştırmacılar, bu tür biyouyumlu bir katalizörün, bu pillerin kalp pili gibi vücuda implante edilen cihazlarda kullanılması durumunda kritik olabileceğini söylüyor. Pil, kan pH’ına çok benzeyen 7,4 pH değerinde çalışır. Hemoglobin analogları birçok memelide mevcut olduğundan, olasılıklar insanların ötesine geçebilir. Ancak hâlâ iyileştirilmesi gereken bazı şeyler var. Şu anda en büyük sorun prototipin şarj edilebilir olmaması. Ekip, suyu tekrar oksijene dönüştürebilecek ve reaksiyon döngüsünü yeniden başlatabilecek bir protein arıyor. Oksijene ihtiyaç duyulduğu gerçeği de başka bir sınırlamayı temsil ediyor; bu da bu tür pillerin uzay uygulamalarında kullanılamayacağı anlamına geliyor. Ama yine de ilginç bir olasılık. Enerji depolama, insanlığın daha sürdürülebilir bir geleceğe giden yolunda büyük bir engel olmaya devam ediyor. Piller sürekli geliştirilmektedir. Lityum-iyon piller şüphesiz bu hikayenin önemli bir parçası olsa da, yeterli miktarda lityum çıkarmanın zorlukları ve bunun sonucunda ortaya çıkan atıklar, başka seçeneklere de yer olduğu anlamına geliyor. Biyouyumlu hemoglobin bazlı pil bunlardan sadece biri olabilir.
Bu yazı Energy & Fuels adresinden derlenmiştir.