L’utilisation de l’hémoglobine dans les batteries – Une nouvelle ère de l’énergie durable ?

Des scientifiques de l’Université de Córdoba en Espagne ont développé un moyen d’exploiter la puissance de l’hémoglobine, un composant clé des globules rouges, dans les batteries. Ils ont créé un prototype qui a fonctionné pendant une période de 20 à 30 jours. Les batteries zinc-air sont considérées comme l’une des alternatives les plus durables aux batteries lithium-ion couramment utilisées, qui alimentent actuellement non seulement les ordinateurs portables mais aussi les véhicules électriques. Elles fonctionnent grâce à une réaction chimique connue sous le nom de réduction de l’oxygène. Lorsque de l’air est introduit dans la batterie, l’oxygène est réduit en eau à la cathode (partie positive), libérant simultanément des électrons qui oxydent le zinc à l’anode (partie négative).

Pour soutenir cette réaction, un bon catalyseur avec des propriétés spécifiques est nécessaire. Il s’avère que l’hémoglobine possède ces propriétés désirées. Des recherches ont montré que seulement 0,165 milligrammes d’hémoglobine ont permis de maintenir le fonctionnement de la batterie pendant 20 à 30 jours. Cette découverte passionnante est le résultat du rôle fondamental que joue l’hémoglobine dans le corps humain.

Les chercheurs suggèrent que l’utilisation d’un catalyseur biocompatible comme l’hémoglobine pourrait être appliquée aux batteries utilisées dans les dispositifs implantables tels que les stimulateurs cardiaques. La batterie fonctionne à un pH de 7,4, qui est très proche du pH du sang. Les applications potentielles de l’utilisation de l’hémoglobine s’étendent également à d’autres espèces, car des analogues de l’hémoglobine sont présents chez de nombreux mammifères.

Cependant, il reste encore des améliorations à apporter. Le problème majeur actuel est l’incapacité de recharger le prototype, c’est pourquoi l’équipe de recherche recherche une protéine capable de convertir l’eau en oxygène et de relancer le cycle de réaction à nouveau. Une autre limitation est la nécessité d’un apport continu en oxygène, ce qui rend ces types de batteries inadaptés à une utilisation dans l’espace.

Néanmoins, la possibilité d’utiliser une batterie biocompatible à base d’hémoglobine est fascinante. Le stockage de l’énergie reste un défi majeur dans la quête d’un avenir plus durable pour l’humanité. Les batteries évoluent continuellement. Alors que les batteries lithium-ion jouent sans aucun doute un rôle crucial dans cette histoire, les problèmes liés à l’extraction du lithium et aux déchets associés suggèrent qu’il y a de la place pour d’autres options. Les batteries à base d’hémoglobine pourraient être l’une de ces solutions.

L’étude a été publiée dans le journal scientifique Energy & Fuels.

FAQ :
1. Quelle est l’application de l’hémoglobine dans les batteries ?
L’hémoglobine est utilisée comme catalyseur dans les batteries zinc-air, ce qui leur permet de fonctionner pendant une période prolongée.

2. Comment fonctionne une batterie zinc-air ?
Une batterie zinc-air fonctionne grâce à une réaction chimique appelée réduction de l’oxygène. Au cours de cette réaction, de l’air est introduit dans la batterie, où l’oxygène est réduit en eau à la cathode tout en libérant des électrons qui oxydent le zinc à l’anode.

3. Combien d’hémoglobine est nécessaire pour maintenir le fonctionnement de la batterie ?
Des recherches ont montré que seulement 0,165 milligrammes d’hémoglobine sont suffisants pour maintenir le fonctionnement de la batterie pendant 20 à 30 jours.

4. Quelles sont les applications potentielles de l’hémoglobine dans les batteries ?
L’hémoglobine peut être utilisée comme catalyseur dans les batteries utilisées dans les dispositifs implantables, tels que les stimulateurs cardiaques. Elle peut également être appliquée aux batteries d’autres espèces en raison de la présence d’analogues de l’hémoglobine chez de nombreux mammifères.

5. Quelles sont les limitations des batteries à base d’hémoglobine ?
Actuellement, le problème majeur est l’incapacité de recharger la batterie. De plus, les batteries à base d’hémoglobine nécessitent un apport constant en oxygène, ce qui les rend inadaptées à une utilisation dans l’espace.

Principales définitions :
– Hémoglobine : Un composant clé des globules rouges qui transporte l’oxygène dans tout le corps.
– Batterie zinc-air : Un type de batterie qui utilise la réaction de réduction de l’oxygène pour générer de l’énergie.
– Cathode : L’électrode positive dans une batterie.
– Anode : L’électrode négative dans une batterie.
– Réduction de l’oxygène : Une réaction chimique au cours de laquelle l’oxygène est réduit en eau.

Liens :
– Energy & Fuels [lien ici]

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