علماء يطورون نموذجا أوليا لبطارية جديدة تعتمد على عنصر من دم الإنسان

في إنجاز رائد، قام باحثون في جامعة قرطبة، بالشراكة مع جامعة البوليتكنيك في قرطاجنة، في إسبانيا، بتصميم نموذج أولي من البطاريات المتوافقة حيويا. 

وتستخدم هذه البطارية المبتكرة الهيموغلوبين، وهو بروتين مهم في خلايا الدم الحمراء البشرية المسؤولة عن نقل الأكسجين، لتحفيز التفاعلات الكهروكيميائية.

ويعرض الهيموغلوبين خصائص تساعد على عمليات الاختزال والأكسدة في بطاريات الزنك والهواء، وهي بديل صديق للبيئة لبطاريات الليثيوم أيون.

ويلعب الهيموغلوبين دورا أساسيا لبقائنا على قيد الحياة، حيث يلتقط الأوكسجين في الرئتين ويسلمه إلى الأنسجة للحفاظ على حياة الجسم(ومن ثم نقل ثاني أكسيد الكربون في الاتجاه المعاكس).

وقد استفاد فريق البحث من الخصائص الفريدة لهذا البروتين، وعملوا على تسخيره لتسهيل التفاعلات الكهروكيميائية في النموذج الأولي للبطارية.

وتتطلب البطارية 0.165 مغ فقط من الهيموغلوبين لتعمل بكفاءة لمدة تتراوح من 20 إلى 30 يوما.

وتعمل البطارية عند درجة حموضة 7.4، وهي مشابهة لدرجة حموضة دم الإنسان، ما يسلط الضوء على قدرتها على تشغيل الأجهزة المصممة للاندماج في جسم الإنسان، مثل أجهزة تنظيم ضربات القلب.

ومع ذلك، تجدر الإشارة إلى أن الإصدار الحالي من هذه البطارية أساسي وغير قابل لإعادة الشحن. وتتوقف وظيفتها أيضا على وجود الأكسجين، ما يحد من إمكانية استخدامها في الظروف المحرومة من الأكسجين مثل الفضاء الخارجي.

ويبحث الفريق عن بروتين بيولوجي آخر قادر على تحويل الماء إلى أكسجين، بهدف جعل البطارية قابلة لإعادة الشحن.

ويفتح هذا الإنجاز الباب أمام بدائل وظيفية جديدة للبطاريات في سياق يتوقع فيه المزيد من الأجهزة المحمولة، وحيث يوجد التزام متزايد بالطاقات المتجددة.