Vědci z Chemického institutu pro energii a životní prostředí na univerzitě v Córdobě vyvinuli baterii, která využívá k usnadnění elektrochemických reakcí hemoglobin. Díky této bílkovině obsažené v červených krvinkách vydrží baterie fungovat přibližně dvacet až třicet dní. Má velký potenciál, ale i limity – například zatím nejde nabít.
Bez hemoglobinu by lidské tělo nemohlo fungovat: je zodpovědný za přenos kyslíku z plic do různých tkání a následně za přenos oxidu uhličitého opačným směrem. Jeho unikátních vlastností vázat se na kyslík by se dalo využít i v jiných oblastech, například v elektrochemických zařízeních, kde hraje kyslík také významnou roli. A přesně takovou aplikaci se rozhodli prozkoumat španělští vědci.
Vycházeli z nedávného oxfordského výzkumu, který popsal slibné vlastnosti hemoglobinu pro baterie teoreticky. Španělé se pokusili převést poznatky do praxe. Vyrobili proto experimentální baterii, která je biokompatibilní, což znamená, že by se dala bez problémů implantovat do lidského těla. A využívá hemoglobin v elektrochemické reakci, která přeměňuje chemickou energii na elektrickou.
Výhody a nevýhody
Španělští inženýři využili hemoglobin v zinko-vzduchové baterii, což je udržitelnější alternativa k lithium-iontovým bateriím. Právě v nich by mohl hemoglobin mohl zastávat funkci katalyzátoru, tedy látky, která pomáhá nutné chemické reakci, jež vyrobí elektřinu.
Manuel Cano Luna, který na projektu pracoval, vysvětluje: „Aby byl katalyzátor dobrým katalyzátorem, musí mít dvě vlastnosti: musí rychle absorbovat molekuly kyslíku a relativně snadno tvořit molekuly vody. A hemoglobin tyto požadavky splňuje.“ Díky tomu se týmu podařilo dosáhnout toho, že prototyp biokompatibilní baterie fungoval s 0,165 miligramy hemoglobinu po dobu dvaceti až třiceti dní.
Prototyp má kromě vysokého výkonu i další výhody. Především jsou zinko-vzduchové baterie udržitelnější a odolávají nepříznivým atmosférickým podmínkám, na rozdíl od jiných baterií, které jsou ovlivněny vlhkostí a k jejichž výrobě je zapotřebí inertní atmosféra.
Za druhé, jak tvrdí Cano Luna, „použití hemoglobinu jako biokompatibilního katalyzátoru je docela slibné, pokud jde o využití tohoto typu baterií v zařízeních, která jsou integrována do lidského těla“, jako jsou například kardiostimulátory. Baterie totiž pracuje při pH 7,4, což je podobné pH krve. Kromě toho, protože hemoglobin je přítomen téměř u všech savců, mohl by se dát použít i protein živočišného původu.
Baterie má ale i prostor pro zlepšení. Zejména se jedná o takzvanou primární baterii, což znamená, že se nedá nabíjet. Tým proto už pracuje na vylepšení v tomto směru.
