## Suikerbatterij

havo-examen 2e tijdvak 2010 aangepast

Glucose is een belangrijke energiebron in de levende natuur.

havo-examen 2e tijdvak 2010

Suikers zijn biobrandstoffen. Planten produceren glucose via een proces dat ‘fotosynthese’ heet. Bij de fotosynthese worden koolstofdioxide en water onder invloed van zonlicht omgezet tot glucose. Glucose is vervolgens een bouwstof voor allerlei organische verbindingen, zoals cellulose. Ook is het een brandstof: wanneer planten ‘s nachts glucose verbranden, komt energie vrij.
Ook menselijke lichaamscellen gebruiken glucose als energiebron. De verbranding van glucose kan worden weergegeven met de volgende reactievergelijking: C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O

In 2007 hebben onderzoekers van Sony een prototype ontwikkeld van een elektrochemische cel (batterij) die zijn energie haalt uit een reactie van glucose met zuurstof.

Hieronder is deze suikerbatterij schematisch weergegeven.

De batterij bevat twee koolstofelektroden (A en B) die elk zijn bedekt met een laagje van een verschillend enzym.

De elektroderuimtes worden gescheiden door een membraan. Aan elektrode A wordt glucose omgezet tot gluconolacton (C6H10O6) volgens de halfreactie: C6H12O6 → C6H10O6 + 2 H+ + 2 e–

Bij elektrode B wordt zuurstof omgezet tot water. Bij deze omzetting reageren ook H+-ionen.

De vergelijking van de halfreactie van zuurstof die plaatsvindt bij elektrode B, staat in Binas-tabel 48.

Het prototype van de suikerbatterij heeft de vorm van een kubus met een ribbe van 4 cm.
De elektroderuimte van elektrode A wordt gevuld met 20 mL 0,40 M glucose-oplossing.
De suikerbatterij kan worden gebruikt om een MP3-speler te voorzien van elektrische stroom.
Om een bepaalde MP3-speler een uur te laten spelen is 2,3·10–3 mol elektronen nodig.
Het prototype van de suikerbatterij is veel groter dan het oplaadbare accuutje dat in de MP3-speler zit en wordt via een snoertje met de MP3-speler
verbonden.
Toch heeft een suikerbatterij, vergeleken met het accuutje, een belangrijk pluspunt in bepaalde gebruikssituaties.