血液中的血紅素分子：或成為下一代高效能電池的關鍵

（圖片來源於：Michael S. Helfenbein）

引言

血液中運輸氧氣的血紅素分子，可能成為開發下一代電池的關鍵，帶來一種環境友好的新方式。研究發表在10月19日的《自然通信》雜誌上。研究的領導作者是泰勒實驗室的前博士後研究員 Won-Hee Ryu ，他同時也是韓國淑明女子大學化學和生物工程專業助理教授。

Li-O2 電池的價值

這些年來，按照消費電子工業標準衡量，鋰氧（Li-O2）電池很有可能成為鋰離子電池的繼任者，因為它們可持續長時間充電。未來的電子設備將長達數星期無需充電，例如：電動汽車行駛時間，將比現有標準長四到五倍。

Li-O2 電池面臨的主要挑戰

但是在此之前，為了讓 Li-O2 電池更加有效地商用，就需要防止鋰氧化物的形成。它是一種固體沉澱物，會覆蓋在電池氧電極表面。所以目前來說，挑戰主要來自於尋找一種催化劑，有效促進這種「析氧反應」的過程，在此過程中，鋰氧產品將分解為鋰離子和氧氣。

血紅素分子的作用

耶魯大學實驗室化學和環境工程專業的副教授安德烈·泰勒，成功地發現了一種稱為「血紅素」的分子，具有更好的催化劑功能。研究人員展示了血紅素分子降低了用於增加電池充放電循環次數的能耗，從而提高了 Li-O2 的功能。

血紅素是一種是構成血紅蛋白的兩個部分之一，它用於攜帶動物體內的氧分子。Ryu 解釋道：

分子可以溶解在電池的電解質內，充當氧化還原介體，降低電化學反應所需要的能量。當你吸進空氣時，血紅素分子吸收肺中的氧氣，當呼出空氣時，它產生二氧化碳。它可以很好地綁定氧分子，由此，我們見到了一條有效的途徑提高鋰空氣電池性能。

研究的意義

研究人員補充道，他們的發現還可以幫助減少動物廢棄物的數量。泰勒說，

「我們使用的是一種習慣上被浪費的生物分子。在動物製品行業，他們必須研究一些途徑進行血液處理。現在，我們可以使用這些曾被廢棄的血紅素分子，讓它作為可再生能源被再次利用。」

Ryu 稱可使用可回收的動物廢棄物作為催化劑材料，這項技術不僅很高效，而且可以有利於開發綠色能源應用。

參考資料

【1】Won-Hee Ryu et al. Heme biomolecule as redox mediator and oxygen shuttle for efficient charging of lithium-oxygen batteries, Nature Communications (2016). DOI: 10.1038/ncomms12925

【2】http://phys.org/news/2016-10-blood-molecule-key-efficient-batteries.html

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