日常食物中常见的同一种维生素，可能最终用于储存富余的可再生电力：一款使用B12的实验性锌空气电池已完成最多250次充放电循环。

对更安全、更可持续电池的探索，正把科学家引向一些非传统方向，包括维生素化学。西班牙科尔多瓦大学的研究人员发现，对人体健康至关重要的营养素维生素B12也可用于驱动可充电电池。其实验设计完成最多250次充放电循环，为未来储能技术提供了另一种可能。

研究人员开发了一种锌空气电池，通过锌与周围空气中的氧发生化学反应来发电。传统电池将所有反应物储存在内部，锌空气电池则从环境中获取氧。这使其更轻，并具有高能量密度，即相对其重量可储存较多能量。此类电池已用于助听器等小型设备。

锌还具有储量丰富和可回收的优势。此类电池使用不可燃的水基电解质，因此可能比传统锂离子电池更安全；后者在原材料开采方面引发经济、社会和环境问题。

同一催化剂兼顾充电与放电

然而，使锌空气电池可充电仍面临挑战。此类电池需要一种催化剂，即帮助化学反应进行的物质，且该催化剂必须同时支持发电过程和充电所需的反向过程。

维生素B12又称钴胺素，其分子结构含有钴(III)，这种形态的钴有助于驱动上述反应，因此提供了可能的解决方案。B12更广为人知的作用是营养，但它由某些细菌天然产生，并已商业化生产用于食品和制药。B12存在于动物性食物中，用于改善营养缺乏；由于有助于减轻疲劳，它还与其他B族维生素一起被用作宿醉缓解方案。

研究员Antonio Jesús Fernández Romero解释称，维生素B12“已被证明满足作为良好催化剂的必要条件：放电时，它催化氧还原为水；充电时，它促进氧的生成”。

碳纳米管固定B12

难点在于将维生素保留在电池内部。B12易溶于水，因此不能直接加入使用水基电解质的电池。研究人员将维生素附着在单壁碳纳米管上以解决该问题；这种极薄的碳结构可将其固定，同时允许其参与化学反应。该方法模拟了“氨基酸在蛋白质中结合的过程”。

该原型由科尔多瓦大学能源与环境化学研究所（IQUEMA）物理化学研究组（FQM-204）开发。研究作者Manuel Cano Luna解释称，“我们考察了天然材料中可发现的特性，并将其用于新型电池”。

B12使早期设计具备可充电能力

这是该研究组第三个以生物分子为催化剂的电池原型。早期实验使用含铁(II)的血红蛋白和含铁(III)的过氧化氢酶。维生素B12的关键进展在于所得电池可充电，并在研究人员的测试中完成最多250次循环。

尽管该原型仍处于实验阶段，研究结果表明天然存在的分子可有助于构建成本更低、更可持续的储能系统。进一步开发后，可充电锌空气电池最终可能帮助储存可再生能源的富余电力，从而应对向更清洁能源转型中的一项挑战。

参考文献：García-Caballero, Valentín, López-León, Miguel, G. Argudo, Pablo, Camacho, Luis, Rodríguez Mellado, José M., Martín-Romero, Maria T., Abad, José, Fernández Romero, Antonio J. and Cano, Manuel. A vitamin B12-based air electrode for high-performance rechargeable zinc–air batteries. Journal of Materials Chemistry A. DOI: 10.1039/d6ta02773c