拡張可能なバイオ燃料電池ウェアラブル機器

[概要]汗からエネルギーを取り出し、LEDやBluetooth無線などの電子機器に電力を供給できる伸縮性のある燃料電池を開発しました。バイオ燃料電池は、既存のウェアラブルバイオ燃料電池の10倍の表面積あたりの電力を持っています。バイオ燃料電池は人間工学に準拠して伸縮し、曲げることができます。カリフォルニア大学サンディエゴ校のエンジニアは、高度な化学、高度な材料、および電子インタフェースを組み合わせることによって、この画期的な成果を達成することができます。これにより、フォトリソグラフィーおよびスクリーン印刷を使用して3Dカーボンナノチューブ基板のカソードおよびアノードアレイを製造することによって、格納式の電子基盤を構築することができます。バイオ燃料電池は、身体の汗中に存在する乳酸を酸化して電流を生成する対応する酵素を備えており、それが汗を電源に変換する。エンジニアは、開発した回路基板にバイオ燃料電池をどのように接続するかを説明し、そのデバイスがLEDを供給できることと、それを身に着けている人が自転車を移動できることを証明します。 。そこでエンジニアは、彼らが「徐州」研究グループと呼ぶものを使用して「ブリッジアイランド」構造を開発することにしました。本質的に、電池は支柱に接続された様々なバネ状構造からなる。電池のアノードを形成するためのグリッドの半分、残りの半分はカソードです。ばね状構造は、アノードおよびカソードを変形させることなく電池の可撓性を維持するために伸張および屈曲させることができる。その後、研究者らはスクリーン印刷を使用して、アノードとカソードの最上部にバイオ燃料層を堆積させました。エネルギー密度の増加研究者にとって最大の課題は、バイオ燃料電池のエネルギー密度、つまり表面積。エネルギー密度を高めることは、バイオ燃料電池の性能を向上させるための鍵です。細胞が生成するエネルギーが多いほど、それらはより強力になります。この論文の最初の著者の一人であるAmay Bandodkarは、次のように述べています。電力密度を向上させるために、陽極および陰極の技術者は、3Dカーボンナノチューブ構造体の上に印刷した。この構造により、エンジニアは各陽極に負荷するために乳酸および酸化銀と共に陰極点でより多くの酵素を使用することが可能になる。さらに、電子管の移動が容易になり、バイオ燃料電池の性能が大幅に向上します。テスト用途バイオ燃料電池は、Mercier Study Groupによって製造されたカスタム回路基板に接続できます。このボードはDC / DCコンバーターで、燃料電池で発生した電力を除去し、ユーザーが汗をかいたときに変化し、それを定電力の定電圧に変換します。研究者たちはバイオ燃料パネルと組み合わされた4つのプロジェクトを装備し、それらが固定自転車で走ることを可能にし、そして被験者は約4分間青色LEDに電力を供給することができた。次のステップ、将来の作業は2つの方法で行われる必要があります。第一に、陰極に使用される酸化銀は、経時的に劣化する感光性材料である。長期的には、研究者はより安定した材料を見つける必要があります。加えて、人の汗中の乳酸濃度は時間とともに希釈される。だからこそ、このプロジェクトでは自転車に乗っている間LEDを4分間しか点灯させることができません。チームは、乳酸濃度が十分に高いときにエネルギーを蓄えてからそれを解放する方法を模索しています。
ソース：Meeyou Carbide