Batterij op suiker
Er zijn al eerder batterijen ontwikkeld die gebaseerd zijn op suiker, maar het ontwerp van Percival Zhang, onderzoeker aan Virginia Tech is van een klasse apart. Binnen drie jaar zouden telefoons, tablets en andere hippe digitale snufjes die vragen van hun accu op deze batterijen kunnen lopen, zegt Zang.
Natuurlijke manier
“Suiker is het perfecte middel om energie in op te slaan. In de natuur wordt bijna alle energie zo opgeslagen, het is dus erg logisch dat we suiker gaan gebruiken,” zegt Zang. Gewone batterijen hebben veel nadelen, ze zijn duur, erg giftig en worden ondanks campagnes slecht gerecycled. In China alleen al worden meer dan 8 miljard batterijen per jaar weggegooid, met enorme gevolgen voor het milieu en de gezondheid.
Zang en zijn collega’s bouwden met niet-natuurlijke synthetische enzymen een mechanisme dat suiker van zijn ladingspotentieel ontdoet. Zo wordt energie opgewekt in een brandstofcel van enzymen. Bovendien werd de katalyse gedaan goedkope enzymen die functioneren als biokatalysatoren in plaats van het kostbare platina, zoals in conventionele batterijen.
Niet brandbaar, niet explosief
Net als in andere brandstofcellen wordt brandstof – in dit geval de polysacharide maltodextrine – in reactie gebracht met lucht, om zo elektriciteit op te wekken. Water is het belangrijkste eindproduct van deze reactie. “We laten de lading van de elektronen in de suikeroplossing stap voor stap los, als in een soort enzym-waterval,” legt Zang uit.
In tegenstelling tot andere brandstofcellen, die gebaseerd zijn op waterstof of methanol, is de suikerbatterij niet explosief of brandbaar. Bovendien kan deze biologisch afbreekbare batterij veel meer energie vastleggen en is hij heroplaadbaar. Nieuwe suiker kan aan de batterij worden toegevoegd op een manier die lijkt op het bijvullen van printercartridges.
Een van Zangs vele doorbraken
De ‘suikerbatterij’ is een van de vele doorbraken van Zang in de afgelopen jaren. In zijn onderzoek richt hij zich vooral op samenstellingen van enzymen die in de natuur niet op die manier voorkomen. Een van zijn vorige paradepaardjes was een onderzoek naar het winnen van eetbaar zetmeel uit niet eetbare planten.
Ook heeft hij een nieuwe manier ontwikkeld om op een duurzame en goedkope manier energie op te wekken van waterstof, dit zou een uitkomst kunnen zijn voor de auto-industrie die hard op zoek is naar alternatieve energiebronnen.
