‘Pin máu’ lần đầu tiên được công bố trên thế giới

Pin kẽm-không khí là một trong những lựa chọn thay thế bền vững nhất cho pin lithium-ion đang phổ biến hiện nay cung cấp năng lượng cho nhiều thiết bị như máy tính xách tay, xe điện. Chúng hoạt động thông qua một phản ứng hóa học gọi là phản ứng khử oxy. Khi không khí được hút vào pin, oxy bị khử thành nước ở cực âm (cực dương), giải phóng các điện cực oxy hóa kẽm ở cực dương (cực âm).

Để duy trì phản ứng này, bạn cần một chất xúc tác tốt, với một số đặc tính rất cụ thể. Các nhà nghiên cứu nhận ra rằng, hemoglobin chắc chắn có thể làm được. Tác giả cấp cao Manuel Cano Luna giải thích: “Để trở thành một chất xúc tác tốt trong phản ứng khử oxy, chất xúc tác phải có hai đặc tính: nó cần phải hấp thụ nhanh chóng các phân tử oxy và hình thành các phân tử nước tương đối dễ dàng. Và huyết sắc tố đã đáp ứng những yêu cầu đó”.

Hemoglobin là protein cung cấp cho các tế bào hồng cầu cả màu sắc đặc trưng và khả năng vận chuyển oxy. Nó là nền tảng cho cách cơ thể chúng ta hoạt động và nó cũng có mặt trong pin: chỉ 0,165 miligam huyết sắc tố giúp pin duy trì hoạt động trong 20-30 ngày.

Các nhà nghiên cứu cho biết, việc sử dụng chất xúc tác theo cơ chế sinh học như thế này có thể là chìa khóa nếu những loại pin này được sử dụng trong các thiết bị được cấy bên trong cơ thể, chẳng hạn như máy điều hòa nhịp tim. Pin hoạt động ở độ pH 7,4, rất giống với độ pH của máu.

Tuy nhiên, vẫn còn một số thứ cần hoàn thiện. Vấn đề lớn nhất hiện nay là loại pin này không thể sạc lại được, vì vậy nhóm nghiên cứu đang tìm kiếm một loại protein có thể biến nước trở lại thành oxy và bắt đầu lại chu trình phản ứng, có nghĩa là những loại pin này sẽ không thể sử dụng được cho các ứng dụng trong vũ trụ.

Việc lưu trữ năng lượng vẫn là trở ngại lớn trong hành trình hướng tới một tương lai bền vững hơn của nhân loại. Do đó, pin luôn được cải thiện. Trong khi pin lithium-ion là một phần quan trọng trong việc giải quyết vấn đề này, thì các vấn đề xoay quanh việc khai thác đủ lithium và chất thải ra từ nó vẫn là một trong số những lựa chọn.