本文最初发布在Concordia大学的网站上。
康科迪亚大学的最新研究使我们更接近清洁能源。发表在《美国化学学会杂志》上的一项研究表明，将类似电池的酶可以将能量存储的时间从数秒延长到数小时是可能的。
LászlóKálmán是Concordia物理系的副教授。
Concordia副教授LászlóKálmán及其物理系的同事，研究生Sasmit Deshmukh和Kai Tang一直在研究细菌中发现的一种酶，该酶对于捕获太阳能至关重要。光会引起酶中的电荷分离，从而使一端变成带负电而另一端变成带正电，就像在电池中一样。
在自然界中，产生的能量会立即使用，但卡尔曼说，为了存储该电势，他和他的同事们不得不寻找一种方法将酶长时间保持在电荷分离状态。
卡尔曼说：“我们必须创造一种情况，即不希望或不允许退回这些费用，这就是我们在这项研究中所做的。”
卡尔曼和他的同事们表明，通过添加不同的分子，他们能够改变酶的形状，从而延长其电势的寿命。
这种酶以其天然构型完美地嵌入细胞的外层，即脂质膜。该酶的结构使其能够快速重组电荷并从电荷分离状态中恢复。
但是，当不同的脂质分子组成膜时，如在卡尔曼的实验中一样，膜的形状和包埋在其中的酶之间就不匹配了。酶和膜都最终改变其形状以找到合适的形状。这些变化使酶更难以重组电荷，从而使电势持续更长的时间。
卡尔曼说：“我们正在做的事情类似于在积雪覆盖的街道上放置赛车。”周围的环境阻止赛车像在赛道上那样运转，就像不同的脂质阻止酶像正常情况下一样高效地重组电荷一样。
光合作用已经存在了数十亿年，是最早的能量转换系统之一。卡尔曼说：“我们所有的食物，我们的能源（汽油，煤炭）—都是古老的光合作用的产物。”
但是他补充说，研究人员转向这些古老的自然系统的主要原因是因为它们是碳中性的，并且使用大量的资源：太阳，二氧化碳和水。研究人员正在使用大自然的电池来激发更可持续的人造能源转换系统。
为了窥视这些技术的未来，卡尔曼指出了医疗应用和生物相容性电池。想象一下由酶和其他生物分子制成的电池。这些可用于例如从术后内部监视患者。与包含有毒金属的传统电池不同，生物相容性电池可以留在体内而不会造成伤害。
卡尔曼说：“我们现在还远远没有达到这个水平，但是这些设备目前正在开发中。”“我们必须逐步采取行动，但希望在不远的将来有一天能到达那里。”
研究合作伙伴：这项研究由加拿大自然科学与工程研究理事会资助。
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