研究人員利用蛋白質(zhì)研發(fā)有機(jī)電池 或取代鋰電

據(jù)外媒報(bào)道，蛋白質(zhì)有利于肌肉生長(zhǎng)，卻也可以幫助構(gòu)建可持續(xù)的有機(jī)電池，有朝一日，此種電池可能會(huì)成為傳統(tǒng)鋰離子電池的替代品，而且不會(huì)帶來(lái)安全性和環(huán)境問(wèn)題。如今，研究人員通過(guò)利用合成的多肽（構(gòu)成蛋白質(zhì)的物質(zhì)）和其他聚合物，邁出了為此類(lèi)電池構(gòu)建電極的第一步。

參與該項(xiàng)目的博士生Tan Nguyen表示：“目前，電池領(lǐng)域的趨勢(shì)是研究電子如何在聚合物網(wǎng)絡(luò)中傳輸，而多肽的美妙之處在于，我們可以在不改變主鏈幾何狀態(tài)或者結(jié)構(gòu)主要部分的情況下，以3D方式控制側(cè)鏈上的化學(xué)成分，然后可以系統(tǒng)研究，改變側(cè)鏈不同方面會(huì)帶來(lái)什么影響?！?/p>

目前的鋰離子電池會(huì)對(duì)環(huán)境造成危害，而由于回收的成本高于生產(chǎn)的成本，往往廢棄的鋰離子電池都堆積在垃圾填埋場(chǎng)。目前，仍然沒(méi)有安全的方法可以處理此類(lèi)電池，但是如果研發(fā)出以蛋白質(zhì)為基礎(chǔ)的有機(jī)電池就可以改變此種情況。

領(lǐng)導(dǎo)該研究小組的德克薩斯州農(nóng)工大學(xué)（Texas A＆M University）Karen Wooley博士表示：“肽鏈上的酰胺鍵非常穩(wěn)定，因而也非常耐用，可以在分解回收時(shí)被觸發(fā)?！币蚨J(rèn)為多肽最終可用于存儲(chǔ)電能的流動(dòng)電池等領(lǐng)域。此外，采用此種類(lèi)似蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，能夠構(gòu)建自然界中已經(jīng)存在的、能夠有效傳輸電子的蛋白質(zhì)的架構(gòu)，從而優(yōu)化該特性以控制電池性能。

研究人員采用炭黑復(fù)合材料制成的電極構(gòu)建了該系統(tǒng)，構(gòu)建了含有芐基紫精或四甲基***氧化物（TEMPO）的多肽。他們將芐基紫精連接至陽(yáng)極（負(fù)極）的基質(zhì)上，使用含有TEMPO的多肽作為陰極（正極）。制成的電池適用于低能耗應(yīng)用，如生物傳感器等。

目前，Nguyen已經(jīng)合成了幾種不同構(gòu)造的聚合物，用于研究它們的電化學(xué)特性，以便用于有機(jī)電池。如果找到合適的聚合物，有望提升電池的容量，或可用于電動(dòng)汽車(chē)。雖然有機(jī)電池在實(shí)現(xiàn)商業(yè)化之前，還需要進(jìn)行很長(zhǎng)時(shí)間的研究，但是蛋白質(zhì)能夠提供靈活且多樣的結(jié)構(gòu)，有望為更安全的環(huán)境、可持續(xù)的能源存儲(chǔ)提供廣闊的潛力。