확장 가능한 바이오 연료 전지 웨어러블 장비

[개요] 엔지니어 그룹은 땀으로부터 에너지를 추출하고 LED 및 Bluetooth 무선 장치와 같은 전자 장치에 전력을 공급할 수있는 신축성있는 연료 전지를 개발했습니다. 바이오 연료 전지는 기존의 착용 식 바이오 연료 전지보다 10 배 더 많은 전력을 소비합니다. 이러한 장치는 착용 할 수있는 장치의 범위에서 전원을 공급받을 수 있습니다. 바이오 연료 전지는 인체 공학에 적합하고 신축성 있고 구부러 질 수 있습니다. 표피 바이오 연료 전지는 현장에서 획기적인 발전을 이루었고 장비를 충분히 유연하고 충분한 강도로 만들려고 노력했습니다. 캘리포니아 대학 샌디에고에서 온 엔지니어들은 첨단 화학, 첨단 소재 및 전자 인터페이스를 결합하여이 획기적인 발전을 이룰 수 있습니다. 이를 통해 포토 리소그래피와 3D 카본 나노 튜브 기판의 양극 및 음극 어레이를 만들기위한 스크린 인쇄의 사용을 사용하여 철회 가능한 전자 기반을 구축 할 수 있습니다. 바이오 연료 전지는 체내의 땀에 존재하는 젖산을 산화시켜 전류를 생산하는 혐기성 효소를 갖추고있어 땀을 동력원으로 전환시킵니다. 엔지니어들은 바이오 연료 전지를 개발 된 회로 기판에 연결하는 방법을 설명하고 장치가 LED를 공급할 수 있고 그것을 착용하는 사람이 자전거를 여행 할 수 있음을 증명합니다. 섬 및 교량 착용 가능한 장비와의 호환성을 위해 바이오 연료 배터리는 유연성 및 신축성 . 따라서 엔지니어들은 "서주"연구 그룹이 "다리 섬"구조를 개발했다고 부르는 것을 사용하기로 결정했습니다. 본질적으로, 배터리는 칼럼에 연결된 다양한 스프링 형 구조로 구성됩니다. 배터리 애노드를 형성하는 그리드의 절반, 나머지 절반은 캐소드입니다. 스프링과 같은 구조는 애노드와 캐소드를 변형시키지 않고 배터리의 유연성을 유지하기 위해 늘어나거나 구부러 질 수 있습니다. 연구자들은 양극과 음극 상부에 바이오 연료 층을 증착시키기 위해 스크린 인쇄를 사용했다. 에너지 밀도를 높이기 연구원들에게 가장 큰 도전은 바이오 연료 전지의 에너지 밀도, 즉 생성 될 수있는 에너지를 증가시키는 것이다. 표면적. 에너지 밀도를 높이는 것은 바이오 연료 전지 성능을 향상시키는 열쇠입니다. 세포가 생산하는 에너지가 많을수록 더 강력 해집니다. 이 논문의 저자 중 한 사람인 Amay Bandodkar는 "우리는 최상의 재료 조합과 그 사용법을 찾아야합니다. 전력 밀도를 향상시키기 위해 양극과 음극의 엔지니어가 3D 탄소 나노 튜브 구조의 상단에 인쇄했습니다. 이 구조는 엔지니어가 음극 점에서 더 많은 효소를 사용하여 젖산과 산화은을 사용하여 각 양극을 적재 할 수있게합니다. 또한이 튜브는 전자를 쉽게 전달할 수있게하여 바이오 연료 전지의 성능을 크게 향상시킵니다. 응용 프로그램 테스트 바이오 연료 전지는 Mercier 스터디 그룹에서 제조 한 맞춤형 회로 보드에 연결할 수 있습니다. 이 보드는 연료 전지에 의해 생성 된 전력을 제거하고 사용자가 땀을 흘려 일정한 정전압으로 변환 할 때 변하는 DC / DC 컨버터입니다. 연구진은 바이오 연료 패널과 결합 된 4 개의 프로젝트를 갖추고 있었으며 고정 자전거로 달릴 수 있었고 피사체는 약 4 분 동안 파란색 LED에 전원을 공급할 수있었습니다. 다음 단계로, 미래의 작업은 두 가지 방식으로 이루어져야합니다. 첫째, 음극에서 사용되는은 산화물은 시간 경과에 따라 분해되는 감광성 물질이다. 장기적으로 연구자들은보다 안정적인 재료를 찾아야합니다. 또한, 사람의 땀에 젖산 농도가 시간이 지남에 희석됩니다. 그래서 프로젝트는 자전거를 타면서 4 분 동안 LED를 점등시킬 수 있습니다. 연구진은 젖산 농도가 충분히 높았을 때 에너지를 저장하는 방법을 모색하고있다.
출처 : Meeyou Carbide