Y.H. Percival Zhang ,phó giáo sư ngành hệ thống kỹ thuật sinh học ở Khoa Nông nghiệp, tại Đại Học Công Nghệ Virginia (Virginia Tech) và Zhiguang Zhu giới thiệu pin đường kiểu mới của họ.“Đường là hợp chất dự trữ năng lượng hoàn hảo của tự nhiên,” Y.H. Percival Zhang nhận định. “Vì vậy, thật hợp lý khi chúng tôi cố gắng khai thác nguồn lực tự nhiên này một cách thân thiện với môi trường để tạo ra pin.”
Một nhóm nghiên cứu ở Virgina Tech đã và đang phát triển một loại pin chạy bằng đường có mật độ năng lượng vô song, có thể thay thế pin thông thường với giá rẻ, dễ tái tạo và có khả năng tiêu biến sinh học (tự tiêu biến) . Những phát hiện từ Y.H. Percival Zhang đã được xuất bản ngày hôm nay trên tạp chí Nature Communications.
Dù đã có nhiều loại pin đường khác được phát triển, phát minh mới này lại có mật độ năng lượng hơn hẳn (khoảng 10 lần), cho phép sử dụng được lâu hơn trước khi cần nạp nhiên liệu, ông Zhang cho biết. Chỉ trong vòng ba năm tới, loại pin mới của ông Zhang có thể được sử dụng trong điện thoại di động, máy tính bảng, video games, và vô số thiết bị điện tử cần năng lượng trong thế giới “đói năng lượng” này. “Đường là hợp chất dự trữ năng lượng hoàn hảo của tự nhiên,” ông Y.H. Percival Zhang nhận định. “Vì vậy, thật hợp lý khi chúng tôi cố gắng khai thác nguồn lực tự nhiên này một cách thân thiện với môi trường để tạo ra pin.” Chỉ riêng ở Mỹ, hàng tỷ pin độc hại đã bị thải ra hàng năm, đặt ra mối đe dọa cho môi trường và sức khỏe con người (theo Cơ Quan Bảo vệ Môi trường). Nghiên cứu của Zhang có thể giúp giữ hàng ngàn tấn pin khỏi kết thúc chu trình của chúng ở các bãi rác.
(Nguồn: Nature)
Đây là một trong rất nhiều thành công của Zhang trong những năm qua về tận dụng chuỗi enzyme kết hợp với nhau tạo ra hợp chất không tồn tại trong tự nhiên. Ông cũng đã xuất bản các bài viết khoa học đề cập đến việc tạo ra tinh bột thực phẩm từ những loài thực vật không phải là cây lương thực và phát triển cách thức mới để chiết tách hydro bằng phương pháp hiệu quả và thân thiện với môi trường, từ đó có thể dùng trong các phương tiện cơ giới. Trong thành tựu tiến bộ mới nhất này, ông Zhang và các cộng sự đã tạo ra một enzyme tổng hợp có khả năng thu nhận điện tích từ đường để sản xuất ra điện trong pin nhiên liệu enzyme. Sau đó, các enzyme này sẽ đóng vai trò chất xúc tác sinh học giá rẻ thay thế cho những loại xúc tác đắt tiền như bạch kim, nguyên liệu thường được dùng trong pin truyền thống.
Giống như tất cả các tế bào pin nhiên liệu (fuel cells), pin đường kết hợp nhiên liệu- trong trường hợp này là maltodextrin, một loại polysaccharide tạo nên từ quá trình thủy phân một phần tinh bột – với không khí sẽ sản sinh ra điện và sản phẩm phụ chủ yếu là nước. “Chúng tôi đang giải phóng tất cả điện tích chứa trong dung dịch đường từng bước một bằng cách sử dụng một tầng enzyme”, Zhang cho biết. Khác với những tế bào pin nhiên liệu hydro và các loại sản xuất điện trực tiếp từ methanol, giải pháp nhiên liệu đường không những không gây nổ mà còn hạn chế khả năng cháy và có mật độ năng lượng cao hơn. Các enzyme và nhiên liệu dùng trong hình thành thiết bị đềucó tính phân hủy sinh học (tự phân hủy). Loại pin này cũng dễ tái tạo và đường có thể được thêm vào dễ dàng như thêm mực vào máy in.
Người dịch: Phạm Tú Anh
Nguồn: Sciencedaily
Link luận văn:
Zhiguang Zhu, Tsz Kin Tam, Fangfang Sun, Chun You, Y. -H. Percival Zhang: A high-energy-density sugar biobattery based on a synthetic enzymatic pathway, Nature Communications, 2014
