Werden Handys der Zukunft könnte Zucker?


Forscher sind über Biobatteries, gemeinsame biologische Prozesse zur Stromerzeugung nutzen Geräte aufgeladen. Die meisten Biobatteries sind nicht in der Lage, große Mengen an Energie erzeugen, aber Forscher vor kurzem entwickelt eine Prototyp-Version, die das Potenzial hat, leichter und leistungsfähiger als die Batterien in der Regel in der heutigen tragbaren elektronischen Geräten, einschließlich Smartphones gefunden werden.

Im Körper wird Zucker in Energie in einem Prozess namens Stoffwechsel, die Zucker in Kohlendioxid und Wasser zerfällt, während die Freigabe Elektronen umgewandelt. Biobatteries produzieren Energie zwar die gleichen Konvertierung durch die Erfassung der Elektronen, die in die Zersetzung des Zuckers mit den gleichen Tools generiert werden, die der Körper verwendet. Da Biobatteries Materialien, die biologisch basieren verwenden, sind sie erneuerbare und nicht toxisch, so dass sie eine attraktive Alternative zu herkömmlichen Batterien, die Metalle und Chemikalien zu bedienen.

Percival Zhang und Zhiguang Zhu, Forscher an der Virginia Tech in Blacksburg, entwickelt eine neue Biobattery mit einer größeren Leistung pro Gewicht als die typische Lithium-Ionen-Batterien in den meisten Elektronik verwendet. Sie beschrieben die Forschung online letzten Monat in der Zeitschrift Nature Communications.

Die neue Biobattery konvertiert voll Zucker in Energie, wodurch mehr Leistung als bisherige Biobatteries und einer größeren Akku-Ladung als gemeinsame Lithium-Ionen-Batterien.

"Durch den Einsatz des Lithium-Ionen-Akkus, beispielsweise Ihr Telefon nur für einen Tag dauern, aber in der Zukunft wird es Zucker als Treibstoff... verwenden, dann das Telefon letzten 10 Tage könnte", sagte Zhu.

Die neue Biobattery ruft seine Effizienz mithilfe ein neuartiges System der Enzyme, die Proteine, die helfen, die Reaktion sind stattfinden. Das System verwendet zwei aktive Enzyme, die zwei Paare von Elektronen aus dem Zucker zu befreien, während 10 andere Enzyme helfen, die Reaktion innerhalb der Biobattery zurückzusetzen. Sobald die Reaktion zurückgesetzt wird, lassen Sie die aktiven Enzyme ein weiteres Quartett von Elektronen. Nach sechs Zyklen extrahiert die Biobattery all die Energie, die in das Zuckermolekül, zusammen mit Kohlendioxid und Wasser gebunden.

Bisherige Biobatteries konnte nur ein Sechstel der Energie von der neuen Biobattery extrahieren, da sie nicht, die nicht aktiven Enzyme für das recycling verwenden. Durch die Gewinnung von mehr Elektronen pro Gewicht an Zucker, hat die effektive "Energiedichte" des Zuckers erhöht.

Einer der Hauptvorteile dieses Biobattery ist, dass während des Zyklus voll Zucker in Energie umwandeln kann, es weniger Enzyme als der Körper verwendet, so dass es wesentlich robuster.

Shelley Minteer, ein Biobattery Experte von der University of Utah in Salt Lake City, die nicht mit der Arbeit beteiligt war mag, die das Team in der Lage war, eine Enzym-Zyklus, auch bekannt als ein Enzym-Weg zu entwickeln, die weniger Enzyme als der Körper verwendet.

"Es ist wirklich wichtig, alle Elektronen heraus zu bekommen, aber nicht nur um alle Elektronen heraus," sagte Minteer. Sie fügte hinzu, dass es wichtig ist, alle Elektronen mit den wenigsten Enzyme zu extrahieren.

Mit ihrem neuen recycling Enzymsystem haben Zhang und sein Team genau das getan. "Ich denke, dass es einen großen [Enzym] Weg ist", bemerkt Minteer.

Während das neue Enzymsystem einen großen Schritt vorwärts für Biobatteries kennzeichnet, hat die Technologie noch einige Hürden zu überwinden, bevor es marktreif ist.

"Bisher gibt es zwei weitere Herausforderungen vor uns," erklärt Zhu.

Er sagte, dass in der aktuellen, nicht optimierten Form der Batterie, die Leistung immer noch zu niedrig für viele Geräte ist und die Lebensdauer der Zelle ist immer noch zu kurz, da es noch aufgeladen werden kann.

Gleichwohl sind als Minteer zur Kenntnis genommen, diese Herausforderungen mehr "auf der technischen Seite der Dinge." Zhu und Zhang Stimme und zur Lösung dieser Probleme bei Zhangs Startup-Unternehmen, zellfreie Bioinnovations erwarten.

In Science News Service wird unterstützt durch das American Institute of Physics. Emily Lewis ist ein Wissenschaftsjournalist in Boston, Massachusetts

Verwandte Artikel

Die Batterien der Zukunft könnte mit Rhabarber betrieben werden

Die perfekte Batterie bauen, ist ein schwieriges Problem. Batterien zu ineffizient oder zu teuer oder zu instabil, um die erneuerbaren Gadgets der Zukunft macht. Aber ein Team von Wissenschaftlern der Harvard nur eine neue Art von Batterie mit einem Molek...

Häuser der Zukunft könnte aus Müll hergestellt werden

Letztjährigen Müll könnte nächstes Jahr Modell Zuhause, dank der Erfindung eines neuen Typs von Baumaterial, die komplett aus Abfallprodukten geworden. "Bitublocks", erstellt von dem Ingenieur John Forth von der University of Leeds in England be...

Handys der Zukunft überleben könnten herunterfallen

Handys und iPods könnte baldmit Vollkunststoff-Chips, mit denen die Gadgets werden überleben würde gemacht werdenwieder und wieder, dank Arbeit ein niederländischer Forscher gesunken. Und den zusätzlichen Vorteil der Kunststoff-es ist billig. Die Kos...

Die OLEDs der Zukunft könnte Inkjet gedruckt werden.

Hoffen wir in Zukunft für alle unsere Displays OLED sein; Es ist dünn, leicht, tief mit Farbe und energieeffizient zu booten. Es ist auch unglaublich teuer. Das könnte bald, aber dank ein dahergelaufener Inkjet Drucker ändern. Ein Unternehmen namens Katee...

Die Roboter der Zukunft könnte mit Pee betrieben werden

Roboter sind groß und alle, aber sie haben eine Tendenz, die alten Stromrechnungen Ratsche. Aber hey, keine Angst, denn bald sie powered by sein könnte... pinkeln. Ein Team von Forschern der Universität von westlich von England, UK, verriegelte auf die Id...

Rechenzentren der Zukunft könnte hoch aufragenden Wolkenkratzern

Rechenzentren sind in der Regel großen, höhlenartigen Räume, Lager-wie rammte voller Computer und Kühlsysteme. Aber ein paar der italienischen Architekten hat eine nachhaltige Alternative, die Server-Farmen mit Wolkenkratzern verschmelzen würde vorgestell...

Das rotierende Gebäude, wo die Büros der Zukunft getestet werden

Hoch oben in den Hügeln des Lawrence Berkeley National Laboratory sitzen vier quadratisch, blaue Gebäude, die Sie für die Suche nach unscheinbaren vergeben werden würde. Im Inneren sind sie mit tristen grauen Teppich vertraut jeder Kabine Arbeiter dekorie...

DreamWorks: Filme der Zukunft werden der Zoll bezahlt werden

Schauen Sie Filme auf Ihrem Fernseher anstelle von Ihrem Tablet? Es könnte Sie Kosten – zumindest das ist, wenn Jeffrey Katzenberg, der CEO von DreamWorks Animation, ist direkt über eine Zukunft, in der Filme nach Bildschirmgröße berechnet werden. Spreche...

Samsungs Sci-Fi-Visionen der Zukunft Handys

[youtube]PiYolKRuY7Q[/youtube] Samsung ist zusammengestellt, eine Science-Fiction-Vision der Mobiltelefone der Zukunft, zeigt uns ausklappbare Modelle, kurvenreich Tech, seltsame orange Dinge und tragbare Sensoren, die scannen, unseren Körper zu sehen, ob...

Dieser 3-d-gedruckte Roboter könnte die Häfen der Zukunft sichern.

Transport auf dem Seeweg ist seit Jahrhunderten ein Liebling der Schmuggler - es ist schwer, eine ganze Küste zu patrouillieren, und es ist einfacher, eine Tonne Material auf dem Seeweg als auf dem Landweg zu bewegen. In Zukunft könnte jedoch immer I...

Wie parkenden Autos der Zukunft antreiben könnte

Anmerkung der Redaktion: Jeden Mittwoch LiveScience untersucht die Lebensfähigkeit der neuen Energietechnologien – die Kraft der Zukunft. Stellen Sie sich eine Parkuhr, rückwärts und sogar dafür bezahlt, läuftParken Sie Ihr Auto. In diese Richtung könnten...

Wie könnte das Finanzdebakel der Zukunft mit Strom versorgen

Anmerkung des Herausgebers: jeden Mittwoch LiveScience untersucht die Lebensfähigkeit der neuen Energietechnologien – die Kraft der Zukunft. Gibt es irgendwelche Silberstreif am Horizont für alternative Energien in diesem düsteren Finanzmarkt? Wie scheinb...

Der Zukunft auf dem Spiel: links muss zeigen, es könnte eine iPad erstellen

Innovation gilt als ein Produkt des einzelnen und der freien Märkte. Aber in der Tat dauert es öffentliche Gelder, Zusammenarbeit und socialst Grundprinzipien. Es ist ein Argument haben wir, um zu gewinnen John McDonnell versprochen letzte Woche "Soz...

Diese intelligente Waffe könnte die Colt.45 der Zukunft sein.

Die oben genannten Terminator-wie Waffe Colt neueste und beste Erfindung ist. Entwickelt mit Defense Research and Development Canada, (unsere nördlichen Nachbarn Version von DARPA) ist dies die intelligente Waffe, die Kanada die Kriege der Zukunft kämpfen...