血液中的血红素分子：或成为下一代高效能电池的关键
（图片来源于：Michael S. Helfenbein）
引言
血液中运输氧气的血红素分子，可能成为开发下一代电池的关键，带来一种环境友好的新方式。研究发表在10月19日的《自然通信》杂志上。研究的领导作者是泰勒实验室的前博士后研究员 Won-Hee Ryu ，他同时也是韩国淑明女子大学化学和生物工程专业助理教授。
Li-O2 电池的价值
这些年来，按照消费电子工业标准衡量，锂氧（Li-O2）电池很有可能成为锂离子电池的继任者，因为它们可持续长时间充电。未来的电子设备将长达数星期无需充电，例如：电动汽车行驶时间，将比现有标准长四到五倍。
Li-O2 电池面临的主要挑战
但是在此之前，为了让 Li-O2 电池更加有效地商用，就需要防止锂氧化物的形成。它是一种固体沉淀物，会覆盖在电池氧电极表面。所以目前来说，挑战主要来自于寻找一种催化剂，有效促进这种“析氧反应”的过程，在此过程中，锂氧产品将分解为锂离子和氧气。
血红素分子的作用
耶鲁大学实验室化学和环境工程专业的副教授安德烈·泰勒，成功地发现了一种称为“血红素”的分子，具有更好的催化剂功能。研究人员展示了血红素分子降低了用于增加电池充放电循环次数的能耗，从而提高了 Li-O2 的功能。
血红素是一种是构成血红蛋白的两个部分之一，它用于携带动物体内的氧分子。Ryu 解释道：
分子可以溶解在电池的电解质内，充当氧化还原介体，降低电化学反应所需要的能量。当你吸进空气时，血红素分子吸收肺中的氧气，当呼出空气时，它产生二氧化碳。它可以很好地绑定氧分子，由此，我们见到了一条有效的途径提高锂空气电池性能。
研究的意义
“我们使用的是一种习惯上被浪费的生物分子。在动物制品行业，他们必须研究一些途径进行血液处理。现在，我们可以使用这些曾被废弃的血红素分子，让它作为可再生能源被再次利用。”
Ryu 称可使用可回收的动物废弃物作为催化剂材料，这项技术不仅很高效，而且可以有利于开发绿色能源应用。
参考资料
【1】Won-Hee Ryu et al. Heme biomolecule as redox mediator and oxygen shuttle for efficient charging of lithium-oxygen batteries, Nature Communications (2016).
【2】http://phys.org/news/2016-10-blood-molecule-key-efficient-batteries.html