
科学家近期在《自然通讯》杂志发表了一项突破性研究,提出一种新型糖生物电池,其能量存储密度高达596安培-时/公斤(A-h/kg),远超传统锂离子电池的42安培-时/公斤。
糖生物电池是一种酶催化燃料电池(EFC),通过酶催化将糖原和淀粉等复杂碳水化合物的化学能量高效转化为电流。与传统燃料电池采用贵金属催化剂不同,酶催化燃料电池利用生物酶作为催化剂,能够处理更复杂的燃料如葡萄糖,从而显著提升能量密度。
在合成已糖的接近完全氧化过程中,每个葡萄糖分子可释放24个电子,而传统燃料电池中氢分子氧化仅释放2个电子。这一机制使糖生物电池在理论上具备更高的能量转化效率和更长的续航能力。
Cell-Free BioInnovations公司资深科学家朱智光(音译)表示,虽然糖作为生物电池燃料的概念并非首次提出,但该团队首次证实了糖生物电池在完全氧化过程中能够将全部化学能量转化为电流,为未来高能量密度、环保型电池的开发提供了新方向。
这一技术有望推动便携式电子设备、医疗植入器件以及可再生能源存储领域的创新发展。
参考文献:Nature Communications