未来可以用糖为手机供电么？
王大发财 @ 2014.03.04 , 11:35 上午[-]
可以利用生物反应生成电能的生物电池正在研发中，大多数生物电池无法产生大量电能，但是最近研究者开发出了一种新型生物电池，不但重量更轻，而且比现在市面上包括智能手机在内的移动设备电池更耐用。
在人体内，糖分通过新陈代谢被转化成能量，这这过程中，糖分被分解城二氧化碳和水，释放出电能。生物电池利用相同的过程产生电能，电池所用材料是生物材料，可以重复更新发电材料，没有毒性，是替代传统电池的理想方案。
弗吉尼亚理工大学的Percival Zhang和朱智光(音)设计出了一种新生物电池，相较于电子设备常用的传统锂电池，这种生物电池单位重量电量输出更大。他们的研究成果发布在上个月的Nature Communications上。
这种新型生物电池可以完全将糖转化为电能，比传统生物电池的输出更大，电量比普通锂电池更高。
“使用锂电池，你的手机只能撑1天;在未来，手机用糖分供电，可以使用10天。”朱说。
新生物电池的高效性归功于采用了新型酶系统，蛋白质分子会助推反应发生。2种主动酶会释放糖分子的两对电子，其他10种酶帮助生物电池重新启动这种反应。一旦反应再次开始，主动酶又会释放另外1/4的电子。经过六次循环后，生物电池内糖分子所有的能量都被消耗殆尽，只剩下水和二氧化碳。
因为没有用非主动酶对糖分进行回收，之前的生物电池只能输出新生物电池1/6的电量。
这种生物电池最大的优势之一，在于比起人体，生物电池将糖分完全转化成能量所需的酶更少，所以更具有活力。
犹他州大学的生物电池专家Shelley Minteer虽然没有参与新生物电池的开发，但是她很喜欢这种用少量酶高效发电的新生物电池。“榨取出糖分子的所有电子这一点非常重要，但是仅仅是所有电子还不够”她还说如何利用少量酶做到这一点才是最重要的。
而张和朱的团队恰恰用做到了这一点。他们的研究成果是电池发展历史上巨大的跨越，在电池正式进入市场之前还有一些障碍需要扫清。
朱解释说，目前有两大难题摆在他们眼前，一个是未优化的电池输出对于大多数电子设备而言还是过低，并且使用寿命依然太短，给人一种无法充电的感觉。
但是，在Minteer看来，这些难题不过是工程问题，张教授已经创办了Cell-Free Bioinnovations.公司，这些问题迟早会得到解决。
本文译自 Livescience，由 王大发财 编辑发布。