YH Percival Zhang是无细胞生物报明的首席科学官，弗吉尼亚理工学院的生物系统工程副教授，向Live Science贡献了这篇文章 专家声音：专家和见解。
在纸杯蛋糕和饼干中发现的成分作为能源似乎很奇怪，但是大多数活细胞分解糖以产生能量。而且，有趣的是，糖的能量密度明显高于当前锂离子电池的能量密度。
最近，我和我的同事们成功地证明了糖生物库的概念，该糖可以将糖基质中的化学能完全转化为电力。
根据美国国家科学基金会的小型企业创新研究（SBIR）赠款的工作，我们报告了发现在2014年1月的发行中自然通讯。
这种突破性的糖动力生物库可以达到每公斤（AH/kg）约596个安培小时的能量储存密度 - 比典型锂离子电池的42 AH/kg能量密度高的数量级。具有如此高能量密度的糖生物库的持续时间至少要比现有相同重量的锂离子电池长10倍。 [电细菌可用于生物爆发这是给出的
这种自然风格的生物库是一种酶促燃料电池（EFC） - 一种电化学装置，可将淀粉和糖原等燃料中的化学能转化为电力。尽管EFC在与传统燃料电池相同的一般原理下运行，但它们使用酶代替贵族催化剂来氧化其燃料。酶允许使用更复杂的燃料（例如葡萄糖），而这些更复杂的燃料则使EFC赋予了EFC的优质能量密度。
例如，复杂的糖己糖（完全氧化后）可以在氧化过程中释放每个葡萄糖分子24个电子，而氢（传统燃料电池中使用的燃料）仅释放两个电子。然而，到目前为止，EFC一直限于每个葡萄糖分子仅释放两到四个电子。
正如我的同事Zhiguang Zhu（无细胞生物报明的高级科学家）所说，我们的团队不是第一个提出建议的人用糖作为燃料在生物库中。但是，我们首先证明了生物库的糖的完全氧化，因此我们达到了近乎其他人报告的近乎理论能量转换产量。
对于我们的电池，我们构建了一个合成分解代谢途径（一系列代谢反应，分解了复杂有机分子），其中包含13个酶，以完全氧化麦芽糊精的葡萄糖单位，每葡萄糖分子产生近24个电子。
我们将特定的热稳态酶放入一个容器中，以构成一种合成的酶途径，该酶可以执行一系列生物反应以完全“燃烧”糖，将其转化为二氧化碳，水和电力。
与细胞中葡萄糖氧化的天然分解代谢途径不同，设计的合成途径不需要昂贵且不稳定的辅因子，例如三磷酸腺苷（ATP，对于人类细胞中的能量过程至关重要），辅酶A或辅酶或细胞膜。
取而代之的是，我们使用了两种氧化还原酶，可从糖代谢产物中产生降低的烟酰胺腺苷二核苷酸（NADH）。 NADH是一种参与氧化还原反应的还原剂，是一种天然电子介体，将电子从一个分子传递到另一个分子。我们还使用了其他10种负责维持代谢周期的酶和将电子从NADH转移到系统电极的额外酶。这种新的合成途径使生物库可以提取每个葡萄糖单元的全理论电子数，从而在糖中使用所有化学能。这是一个重大突破。
除了其优质的能量密度外，糖生物材料的成本也低于锂离子电池，可重新填充，环保且不易燃。尽管我们继续努力延长寿命，增加功率密度并降低电池的电极材料的成本，但我们希望将来能够通过这种能量浓密的糖生物生物库来满足能够为便携式电子设备供电的快速增长的食欲。
该技术是通过NSF小型企业创新研究计划资助的。本文由国家科学基金会与CEP合作编写。遵循所有专家声音问题，并成为讨论的一部分 - 并成为讨论的一部分Facebook，，，，叽叽喳喳和Google +。表达的观点是作者的观点，不一定反映出版商的观点。该文章的此版本最初发表在现场科学。
