הסוללות החדשות יפעלו על ויטמינים

באוניברסיטת טורונטו, צוות כימאים פיתח סוג חדש לגמרי של סוללה שיכולה לפעול על ויטמינים. באמצעות פטריות מהונדסות גנטית, המדענים ייצרו חוטי ויטמין B2, שמהם פיתחו סוללה בעלת קיבולת גבוהה.

ניתן להשוות את מאפייני הסוללה החדשה לסוללות ליתיום-יון הנמצאות כיום בשימוש ובעלות מתח של 2.5 וולט, אך במקום הליתיום הרגיל, המשמש בסוללות אלו כקתודה, השתמשו המדענים בפלבין מחוטי ויטמין B2.

לדברי מדענים, הם התקשו למצוא מולקולות שיעמדו בכל הדרישות ויוכלו לשמש במוצרי אלקטרוניקה צרכניים, אך בסופו של דבר הם הצליחו. לא במקרה מדענים התעניינו בחומרים טבעיים, ואחד החוקרים, דווייט ספרוס, ציין שאם לוקחים חומר מורכב בתחילה, ייקח הרבה פחות זמן לייצר חומר חדש.

בהרווארד, מדענים ערכו ניסוי דומה וכללו ויטמין B2 בסוללה, אך בטורונטו, הם אמרו שהמודל שפיתחו הוא הראשון מסוגו ומשתמש במולקולות פולימריות (ארוכות שרשרת) באחת האלקטרודות. כתוצאה מכך, סוללה כזו אוגרת אנרגיה ביעילות לא במתכות, אלא בפלסטיק, שהוא פחות רעיל וקל יותר לעיבוד.

לאחר מחקר ארוך של פולימרים שונים בעלי שרשרת ארוכה, הצליחו כימאים ליצור חומר חדש. לדברי ספרוס, ניתן להשוות כימיה אורגנית ללגו - החלקים מורכבים בסדר מסוים, אך לעיתים קורה שעל הנייר הכל אמור להתאים יחד, אך במציאות החלקים אינם מתאימים יחד, ניתן לראות את אותו תהליך בכימיה עם מולקולות. פולימרים בעלי שרשרת ארוכה הם מולקולות המחוברות לשרשרת הראשית של מולקולות ארוכות.

החוקרים עצמם ציינו כי הצליחו להרכיב את ה"בנאי" שלהם רק בניסיון החמישי, כאשר לאחר שילוב מולקולות ארוכות שרשרת ושתי יחידות פלאבין, הם השיגו חומר קתודה חדש שעמד בכל דרישות המדענים.

ויטמין B2 נחוץ לצבירת אנרגיה בגוף, והוא גם מסוגל להיכנס לתגובות, וזו בדיוק התכונה שעניינה מדענים, שכן היא הופכת את ויטמין B2 לאופציה מצוינת לשימוש בסוללות נטענות.

ספרוס הסביר כי ויטמין B2 יכול לקבל עד שני אלקטרונים בו זמנית, בעל תפוקה גבוהה בהשוואה לפולימרים אחרים שתכונותיהם נחקרו, ויכול לשאת מטענים מרובים. מדענים מנסים כעת למצוא וריאציות חדשות של החומר שניתן לטעון אותן מספר פעמים.

האב טיפוס הראשון של הסוללה החדשה הוא כרגע בגודל של סוללה ממכשיר שמיעה קונבנציונלי, אך מומחים מקווים שהסוללות הדקות, הגמישות והחסכוניות יותר באנרגיה שלהם יוכלו להתחרות בסוללות מסורתיות המכילות מתכת. המדענים ציינו גם כי הטכניקה מבוססת הפלבין תסייע בפיתוח גרסאות שקופות של סוללות בעתיד.