Amíg általában a B12-vitamint az idegrendszerünk működésének és a vérképzés javítására szedtünk, addig a Córdobai Egyetem kutatói egészen más felhasználási lehetőséget találtak a kobalamin néven is ismert molekulának.
A spanyol egyetem Energia- és Környezetkémiai Intézetének (IQUEMA) kutatócsoportja olyan cink-levegő akkumulátort fejlesztett, amelyben a B12-vitamin katalizátorként vesz részt az elektromos energia tárolásához és felszabadításához szükséges kémiai reakciókban. A technológia egyik különlegessége, hogy a levegő oxigénjét is felhasználja, így nem kell az akkumulátor belsejében minden, a reakcióhoz szükséges anyagok eltárolni.
Valóban, a cink-levegő elemek nem számítanak akkora újdonságnak. Nagy energiasűrűségük és viszonylag kis tömegük miatt régóta alkalmazzák őket - például hallókészülékekben. Az újratölthető változatok fejlesztése azonban komoly nehézségekbe ütközik, mert nem ártana a kisütés és a töltés során ellentétes irányú elektrokémiai reakciókat hatékonyan működtetni.
A cink azért is komfortos alapanyag, mert viszonylag bőségesen áll rendelkezésre, újrahasznosítható, és a cink-levegő akkumulátorok vizes alapú, nem gyúlékony elektrolittal is működhetnek. Ez bizonyos áhított biztonsági előnyöket kínálhat a lítiumion-technológiával szemben.
A spanyol kutatók megoldásának kulcsa a B12-vitamin molekulaszerkezetében található kobalt. A kobalt(III)-iont tartalmazó molekula elősegíti az oxigén redukcióját a kisütés során, töltéskor pedig az oxigén fejlődését támogató reakcióban játszik szerepet.
Antonio Jesús Fernández Romero, a kutatás egyik résztvevője szerint éppen ez a kettős katalitikus tulajdonság teszi alkalmassá a B12-vitamint az újratölthető akkumulátorokban való alkalmazásra.
Igen, aki szed B-12-t, jól tudja, hogy az bizony vízben oldódó vitamin, ezért evidens, hogy vizes elektrolittal működő akkumulátorban nem maradna tartósan meg ott, ahol kéne. A tudósok a probléma megoldására a szén nanocsöveket hívták segítségül.
A kutatócsoport kémiai kötésekkel rögzítette a vitaminmolekulákat a rendkívül vékony szénszerkezetek felületére. Így a katalizátor stabilabban a helyén marad, miközben továbbra is részt vesz az elektrokémiai folyamatokban. A módszer a fehérjékben található aminosavak összekapcsolódásához hasonló kémiai kötéseket alkalmaz.
Az eredmény egy olyan kísérleti akkumulátor lett, amely a laboratóriumi vizsgálatok során több mint 250 töltési és kisütési ciklust teljesített. Ez fontos előrelépés, bár a kereskedelmi forgalomban kapható akkumulátorokkal való versenyhez még jelentős fejlesztésekre volna szükség.
A kutatás nem előzmények nélküli. A córdobai szakemberek korábban hemoglobinnal és katalázzal is készítettek kísérleti akkumulátorokat. Ezekben a vasat tartalmazó biomolekulák segítették a kémiai reakciókat. A B12-vitamin alkalmazásával azonban most először sikerült a kutatócsoportnak ilyen biomolekulán alapuló, újratölthető cink-levegő rendszert létrehoznia.
A fejlesztés különösen az energiatárolás jövője szempontjából érdekes. A nap- és szélerőművek termelése az időjárástól függ, ezért az elektromos hálózatoknak egyre nagyobb szükségük van olyan tárolókapacitásokra, amelyek képesek felvenni a termelési többletet, majd szükség esetén visszatáplálni az energiát.
Még mielőtt vegán pezsgőt bontanánk, újrahasznosított üvegből, a B12-vitamin használata sajnos nem teszi automatikusan környezetbaráttá az akkumulátort. A szén nanocsövek gyártásának, a kobalt felhasználásának és a teljes életciklusnak a környezeti hatásait ugyanis mind bele kell tenni a kosárba. A kutatás jelentősége azért egyedülálló abban, hogy ha minden jól alakul, akkor hamarosan vitaminokkal működő akkumulátorok kerülnek az üzletekbe, még ha a B12-vitaminból valószínűleg sosem nem lesz a lítium igazi versenytársa.
