Nhưng, trước khi điều đó có thể trở thành hiện thực, các nhà nghiên cứu cần phải chế tạo được pin Li-O2 hiệu quả đủ cho ứng dụng thương mại và ngăn chặn sự hình thành của lithium peroxide, chất kết tủa rắn bao phủ bề mặt điện cực oxy của pin. Khó khăn hiện nay là tìm kiếm chất xúc tác để thúc đẩy có hiệu quả quá trình phản ứng tạo oxy, trong đó, các sản phẩm oxit lithium phân hủy thành ion lithium và khí oxy.

Phòng thí nghiệm Yale của Andre Taylor, PGS. Hóa học và Kỹ thuật Môi trường, đã xác định phân tử heme có thể hoạt động như chất xúc tác tốt hơn. Phân tử heme đã được chứng minh có thể cải thiện chức năng của pin Li-O2 bằng cách giảm năng lượng cần để tăng thời gian của chu kỳ sạc/xả sạc của pin.

Heme là phân tử tạo thành một trong hai phần của hemoglobin vận chuyển oxy trong máu của động vật. Phân tử này được sử dụng trong pin Li-O2, sẽ hòa tan thành chất điện phân của pin và hoạt động như chất trung gian oxy hóa khử, loại bỏ rào cản năng lượng cần để phản ứng điện hóa diễn ra.

"Khi bạn hít thở không khí, phân tử heme hấp thụ oxy từ không khí vào trong phổi và khi bạn thở ra, phân tử này vận chuyển CO2 ra ngoài", PGS. Taylor nói. "Vì vậy, heme liên kết tốt với oxy và chúng tôi cho rằng đây là một phương thức để tăng cường hiệu quả của pin lithium-không khí".

Phát hiện nghiên cứu có thể giúp giảm khối lượng chất thải động vật cần xử lý. "Chúng tôi đang sử dụng một phân tử sinh học trước đây bị lãng phí", PGS. Taylor nói. "Trong ngành công nghiệp sản phẩm động vật, cần phải tìm ra một số phương pháp để xử lý máu. Ở đây, chúng tôi có thể khai thác phân tử heme từ các sản phẩm thải loại và sử dụng nó để lưu trữ năng lượng tái tạo”.

Won-Hee Ryu, trưởng nhóm nghiên cứu nhấn mạnh, công nghệ mới sử dụng chất thải sinh học tái chế làm vật liệu xúc tác nên vừa hiệu quả và vừa được ưu tiên trong phát triển ứng dụng năng lượng xanh.