可持续有机电池，用于更安全，环保型电力存储

时间：2021-08-15 14:52:11 来源：

蛋白质对建筑肌肉有益，但他们的积木也可能有助于构建可持续的有机电池，这些电池可能有一天可以成为传统锂离子电池的可行替代品，而无需其安全和环境问题。通过使用合成多肽 - 其中构成蛋白质和其他聚合物，研究人员已经采取了第一步朝向这种电源构造电极。该工作还可以提供对电子转移机制的新理解。

研究人员今天将在美国化学学会（ACS）秋季2019年国家会议和博览会上提出他们的成绩。世界上最大的科学学会ACS正在2019年8月29日星期四举行圣地亚哥的会议。它具有超过9,500多个关于各种科学主题的演示文稿。

“现在电池领域的趋势是看电子如何在聚合物网络内运输，”Tan Nguyen说，Ph.D。帮助发展项目的学生。“多肽的美是我们可以在3D中控制其侧链上的化学而不改变骨架的几何形状，或结构的主要部分。然后我们可以系统地检查改变侧链的不同方面的效果。“

目前的锂离子电池可能会损害环境，因为回收它们的成本高于从划伤中制造它们，它们通常在垃圾填埋场中积累。目前，没有安全的处理方式。开发蛋白质或有机电池会改变这种情况。

“沿着肽骨架的酰胺键相当稳定 - 因此耐用性在那里，然后我们可以在他们分解回收时触发，”佩伦·伍说，博士说，他在德克萨斯州德克萨斯州大学领先球队。她设想多肽最终可以用于诸如用于存储电能的流动电池的应用中。“另一个优点是，通过使用这种类似的蛋白质的架构，我们在已经有效地运输电子中的蛋白质中发现的蛋白质中发现的各种构象，”Wooley说。“我们还可以优化这一点以控制电池性能。”

研究人员使用由炭黑复合材料制成的电极构建了该系统，构建含有Viololgen或2,2,6,6-四甲基哌啶1-氧基（Tempo）的多肽。它们与用于阳极的基质附着viologens，其是负电极，并用用于阴极的含细胞多肽，这是正极。Viologens和Tempo是氧化还原活性分子。“我们到目前为止测量的范围是什么，两种材料之间的潜在窗口约为1.5伏，适用于低能量需求应用，例如生物传感器，”Nguyen说。

对于在有机电池中的潜在用途，Nguyen合成了几种采用不同构象的聚合物，例如随机线圈，α螺旋和β板，以研究其电化学特性。随着这些肽在手中，Nguyen现在与alexandra danielle Easley合作，博士学位。在Jodie Lutkenhaus的实验室，博士，博士，也在德克萨斯州A＆M大学，建立电池原型。该工作的一部分将包括测试以更好地了解聚合物在组织在基板上的功能。

虽然在基于有机电池的可商购之前，这项早期阶段的研究远远遥远，但蛋白质可以为环境提供更加安全的可持续能量储存的柔韧性和种类的结构。

研究人员承认国家科学基金会，Welch基金会和美国能源部的支持和资金。

本研究将在美国化学学会的会议上展示。关于这一主题的新闻发布会将于8月26日星期一举行，举行于上午10:30。太平洋时间在圣地亚哥会议中心。看看你在youtube上。

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