Equipo portátil extensible de biocombustible.

[Descripción general] Un grupo de ingenieros desarrolló una celda de combustible estirable que extrae energía del sudor y puede alimentar dispositivos electrónicos como LED y radios Bluetooth. Las células de biocombustible tienen 10 veces más potencia por área de superficie que cualquier otra célula de biocombustible portátil existente. Estos dispositivos pueden ser alimentados en una variedad de dispositivos portátiles. Las células de biocombustible pueden estirarse y doblarse, ajustarse a la ergonomía. La célula de biocombustible epidérmico ha logrado un avance significativo en el campo y ha estado trabajando para que el equipo sea lo suficientemente flexible y resistente. Ingenieros de la Universidad de California, San Diego, pueden lograr este avance al combinar química avanzada, materiales avanzados e interfaces electrónicas. Esto les permite construir una base electrónica retráctil mediante el uso de fotolitografía y el uso de serigrafía para hacer las matrices de cátodos y ánodos de sustratos de nanotubos de carbono 3D. La célula de biocombustible está equipada con una enzima correspondiente que oxida el ácido láctico presente en el sudor corporal para producir corriente, que convertirá el sudor en una fuente de energía. Los ingenieros describen cómo conectan una celda de biocombustible a una placa de circuito desarrollada y demuestran que el dispositivo es capaz de suministrar un LED y que una persona que lo usa puede viajar en bicicleta. Islas y puentes Para la compatibilidad con equipos portátiles, las baterías de biocombustible requieren flexibilidad y capacidad de estiramiento . Así que los ingenieros decidieron usar lo que denominan el grupo de investigación "Xuzhou" que desarrolló la estructura de la "isla puente". En esencia, la batería consiste en una variedad de estructura en forma de resorte conectada a la columna. La mitad de la rejilla para formar el ánodo de la batería, la otra mitad es el cátodo. La estructura en forma de resorte se puede estirar y doblar para mantener la flexibilidad de la batería sin deformar el ánodo y el cátodo. Luego, los investigadores utilizaron la serigrafía para depositar la capa de biocombustible en la parte superior del ánodo y el cátodo. Aumentar la densidad de energía El mayor desafío para los investigadores es aumentar la densidad de energía de las células de biocombustible, es decir, la energía que se puede generar por área de superficie. El aumento de la densidad de energía es la clave para mejorar el rendimiento de las células de biocombustible. Cuanto más energía producen las células, más poderosas son. "Necesitamos encontrar la mejor combinación de materiales y cómo usarlos", dice Amay Bandodkar, uno de los primeros autores del artículo. Con el fin de mejorar la densidad de potencia, los ingenieros en el ánodo y el cátodo impresos en la parte superior de la estructura de nanotubos de carbono 3D. Esta estructura le permite al ingeniero usar más enzimas en el punto del cátodo con ácido láctico y óxido de plata para cargar cada ánodo. Además, el tubo facilita la transferencia de electrones, lo que mejora en gran medida el rendimiento de las celdas de biocombustible. Pruebe la aplicación La celda de biocombustible se puede conectar a una placa de circuito personalizada fabricada por Mercier Study Group. La placa es un convertidor de CC / CC que elimina la potencia generada por la celda de combustible y cambia a medida que el usuario produce sudor y la convierte en un voltaje constante de potencia constante. Los investigadores fueron equipados con cuatro proyectos combinados con paneles de biocombustible y les permitieron correr en una bicicleta fija, y los sujetos pudieron alimentar el LED azul durante unos cuatro minutos. El siguiente paso, el trabajo futuro debe ser de dos maneras. Primero, el óxido de plata usado en el cátodo es un material sensible a la luz que se degrada con el tiempo. A largo plazo, los investigadores necesitan encontrar materiales más estables. Además, la concentración de ácido láctico en el sudor de una persona se diluye con el tiempo. Es por eso que el proyecto solo puede encender el LED durante cuatro minutos mientras se conduce una bicicleta. El equipo está explorando una forma de almacenar energía cuando la concentración de ácido láctico es lo suficientemente alta y luego liberarla.
Fuente: Meeyou Carbide