Zvětšit obrázek

Biobaterie na maltodextrin. Kredit: Virginia Tech College of Agriculture and Life Sciences.

Jaké by měly být baterie pro přenosnou elektroniku? Dnešní doba si, jak všichni víme, žádá levné, úsporné, bezpečné a biologicky rozložitelné věci. Představte si baterie, které tohle všechno umí a navíc jedou na cukr. Zní to bláznivě? Pár dnů starý časopis Nature Communications by byl rozhodně proti, i když nejde přímo o cukr do kávy.

Zvětšit obrázek

Percival Zhang vpravo, biobaterie vlevo. Kredit: Virginia Tech College of Agriculture and Life Sciences.

Inženýr biologických systémů Percival Zhang z Virginské polytechniky a jeho tým vyvinuli biobaterie na cukr, které  údajně předstihují o celý řád lithium-iontové baterie v hustotě celkového elektrického náboje, jaký jsou schopné pojmout. Zhangova laboratoř je poslední dobou proslulá tím, že tam míchají enzymy v nových, v přírodě nevídaných kombinacích. Před časem publikovali získání škrobu z rostlin, které jej běžné neobsahují a také novou technologii biologicky inspirované výroby vodíku ze škrobu. Teď se očividně pustili do vývoje biobaterií, tedy enzymatických palivových článků, pro které namíchali opět zcela novou, syntetickou sestavu enzymů. Enzymy jsou jako katalyzátory levné a to je jejich velká výhoda, například ve srovnání s platinou, která se běžně používá v konvečních elektrických článcích.

Zvětšit obrázek

Porovnání hustoty celkového elektrického náboje mezi různými zdroji elektřiny. Zhangova biobaterie čtvrtý sloupec zprava. Kredit: Zhu et al. (2014), Nature Communications.

Zhangovy biobaterie fungují tak, že se v nich mísí palivo, v tomto případě oligo- až polysacharid maltodextrin, často vyráběný enzymatickým zpracováním obilného škrobu, se vzduchem, přičemž vzniká elektřina a voda.

Zvětšit obrázek

S biobateriemi si ještě užijeme spoustu zábavy. Kredit: Sony.

Vývojářům se nakonec povedlo pomocí syntetické metabolické dráhy, složené z celkem 13 enzymů, vykutat téměř 24 elektronů na jednu glukózovou jednotku maltodextrinu. Jejich biobaterie s 15 procentním roztokem maltodextrinu dosahuje hustotu celkového elektrického náboje téměř 600 ampérhodin na kilogram.

Jaké jsou výhody takových baterií? Roztok cukru není ani hořlavý, ani výbušný, což se ale nedá říct například o vodíkových článcích či článcích pro přímé použití metanolu. Biobaterie také nejsou toxické a zároveň je lze biologicky rozložit, což je opět podstatná výhoda oproti řadě konkurenčních technologií. Dokonce se zdá, že by mohly být jedlé, takže pokud nás někdy rozčílí, budeme je moct vycucnout a trochu si osladit život. Pokud Zhangově biobaterii zařídíme zdroj maltodextrinu, tak může jet neustále na plný plyn, aniž bychom ji občas museli připojit k nějakému vnějšímu zdroji energie.

Maltodextrin. Kredit: Edgar181, Wikimedia Commons.

Zvětšit obrázek

Kýbl maltodextrinu pro svalovce. Kredit: Smartlabs.

Hlavní nevýhodou biobaterií až doposud byla právě relativně nízká hustota celkového elektrického náboje, který se do nich vešel. Zhangova technologie to teď podle všeho vcelku uspokojivě řeší. Samotný Zhang nezastírá optimismus a věří, že se jeho baterie do tří let prosadí ve světě, tolik hladovém po energii, a že budou pohánět alespoň některé mobily, tablety, či podobné přístroje ze záplavy elektroniky, která opanovala náš životní prostor. Zda se to povede právě Zhangovi, to jen těžko říct, poslední dobou se s podobnými technologiemi roztrhl pytel. Na druhou stranu, mírně sladký maltodextrin si už dávno získal srdce a svaly sportovců, takže možné uspěje i mezi výrobci baterií. Bylo by to velice cool, krmit mobil pilulkami pro svalovce.

V I D E O

V I D E O

Literatura

Virginia Tech News 21. 1. 2014, Nature Communications 5: 3026 (online 21. 1. 2014), Wikipedia (Biobattery, Maltodextrin).