This post is also available in:
English (אנגלית)
טכנולוגיית סוללות חדשה שפותחה לאחרונה עושה שימוש בריבופלבין (ויטמין B2) ובגלוקוז להפקת חשמל, ומציעה אלטרנטיבה בטוחה וזולה למערכות אגירת אנרגיה קונבנציונליות המבוססות מתכות. בהשראת הדרך שבה גוף האדם מייצר אנרגיה, המחקר עשוי לסלול נתיב חדש לעבר עיצוב סוללות ידידותיות לסביבה.
הרעיון, שהודגם על ידי צוות חוקרים בינלאומי, מתמקד בסוג של סוללת זרימה (Flow Battery) שבה האנרגיה נשמרת באלקטרוליטים נוזליים הזורמים דרך המערכת. בשונה מסוללות ליתיום-יון — הנשענות על מתכות כמו קובלט או ניקל — המערכת הזו עושה שימוש בגלוקוז כדלק מתחדש ובריבופלבין כמתווך אלקטרונים, בדומה לתפקידו בתהליכים מטבוליים בתא.
במערכת האבטיפוס, ריבופלבין מאפשר העברת אלקטרונים בין האלקטרודות והאלקטרוליט מבוסס הסוכר, ובכך הופך את הגלוקוז לאנרגיה חשמלית שימושית, על פי דיווח שלInteresting Engineering. באחת מגרסאות הסוללה השתמשה בפריציאניד אשלגן (potassium ferricyanide) כחומר מחמצן בעוד שגרסה אחרת הסתמכה על חמצן.
תוצאות ראשוניות הראו כי בגרסה שהשתמשה בפריציאניד הופקה תפוקת חשמל דומה לזו של סוללות זרימה מסחריות מבוססות ונדיום, וזאת תוך שימוש ברכיבים מתכלים בלבד. הגרסה מבוססת החמצן סיפקה קצת פחות אנרגיה, אך הייתה יותר יעילה מהבחינה הסביבתית. עם זאת, היא גם חשפה אתגר משמעותי – ריבופלבין מתפרק במגע עם אור וחמצן, דבר שמוביל לירידה ביעילות לאורך זמן.
סוללות זרימה נמצאות כבר כיום בשימוש בפרויקטים של אגירת אנרגיה בקנה מידה גדול, בזכות העיצוב הגמיש שלהן — המאפשר להפריד בין כמות האנרגיה לבין עוצמת ההספק. על ידי החלפת קטליזטורים מתכתיים במולקולות טבעיות, מערכת הריבופלבין-גלוקוז נמנעת מבעיות של עלויות גבוהות ותלות באספקת מתכות נדירות — אתגרים שמכבידים על טכנולוגיות הסוללה הקיימות.
צוות המחקר מתכנן כעת לשפר את יציבות הריבופלבין וללטש את מבנה התא. אם יצליחו, מערכות כאלה עשויות בעתיד לספק חשמל לבתים או להתקנים אלקטרוניים קטנים — באמצעות חומרים ממקור צמחי, בלתי רעילים וללא המחירים הסביבתיים של הסוללות הקונבנציונליות.
המחקר פורסם בכתב העת ACS Energy Letters, ומהווה צעד מבטיח לקראת פתרונות אגירת אנרגיה ירוקים יותר.
