Rozszerzalny sprzęt do noszenia biopaliw

[Przegląd] Grupa inżynierów opracowała rozciągliwe ogniwo paliwowe, które pobiera energię z potu i może zasilać urządzenia elektroniczne, takie jak diody LED i radia Bluetooth. Ogniwa biopaliwowe mają 10-krotnie większą moc na powierzchnię niż jakakolwiek istniejąca komórka biopaliwa do noszenia. Urządzenia te mogą być zasilane przez wiele urządzeń do noszenia. Ogniwa biopaliwowe mogą się rozciągać i wyginać, dostosowując się do ergonomii. Komórka biopaliwa naskórkowego dokonała znaczącego przełomu w tej dziedzinie i pracowała nad tym, aby sprzęt był wystarczająco elastyczny i wystarczająco wytrzymały. Inżynierowie z University of California w San Diego mogą dokonać tego przełomu, łącząc zaawansowaną chemię, zaawansowane materiały i interfejsy elektroniczne. Dzięki temu mogą zbudować składaną podstawę elektroniczną, wykorzystując fotolitografię i wykorzystanie sitodruku do tworzenia matryc katodowych i anodowych na podłożach z nanorurek węglowych 3D. Ogniwo biopaliwowe jest wyposażone w odpowiedni enzym, który utlenia kwas mlekowy obecny w pocie, aby wytworzyć prąd, który przekształci pot w źródło energii. Inżynierowie opisują, w jaki sposób podłączają ogniwo biopaliwowe do opracowanej płytki drukowanej i udowadniają, że urządzenie jest w stanie zasilać diodę LED i że osoba ją nosząca może podróżować rowerem. Wyspy i mosty Aby zapewnić kompatybilność ze sprzętem do noszenia, baterie biopaliwowe wymagają elastyczności i rozciągliwości . Inżynierowie postanowili więc wykorzystać to, co nazywają grupą badawczą „Xuzhou”, opracowaną w ramach „mostowej wyspy”. Zasadniczo bateria składa się z różnych struktur sprężynowych połączonych z kolumną. Połowa siatki tworzącej anodę akumulatora, druga połowa to katoda. Sprężynową strukturę można rozciągać i wyginać, aby zachować elastyczność akumulatora bez odkształcania anody i katody. Następnie naukowcy posłużyli się sitodrukiem do osadzenia warstwy biopaliwa na szczycie anody i katody. Zwiększenie gęstości energii Największym wyzwaniem dla naukowców jest zwiększenie gęstości energii ogniw biopaliwowych, czyli energii, która może być generowana na powierzchnia. Zwiększenie gęstości energii jest kluczem do poprawy wydajności ogniw biopaliwowych. Im więcej energii wytwarzają komórki, tym są one potężniejsze. „Musimy znaleźć najlepszą kombinację materiałów i sposób ich wykorzystania”, mówi Amay Bandodkar, jeden z pierwszych autorów artykułu. Aby poprawić gęstość mocy, inżynierowie w anodzie i katodzie drukowani na górze struktury nanorurek węglowych 3D. Ta struktura umożliwia inżynierowi użycie większej ilości enzymów w punkcie katodowym z kwasem mlekowym i tlenkiem srebra, aby załadować każdą anodę. Ponadto tuba ułatwia przenoszenie elektronów, co znacznie poprawia wydajność ogniw biopaliwowych. Przetestuj aplikację. Komórka biopaliwa może być podłączona do niestandardowej płytki drukowanej produkowanej przez Mercier Study Group. Płyta jest przetwornicą DC / DC, która eliminuje moc generowaną przez ogniwo paliwowe i zmienia się, gdy użytkownik wytwarza pot i zamienia go na stałe napięcie o stałej mocy. Naukowcy zostali wyposażeni w cztery projekty połączone z panelami biopaliwowymi, które pozwoliły im pracować na stałym rowerze, a badani mogli zasilać niebieską diodę LED przez około cztery minuty. Kolejny krok, przyszła praca musi być na dwa sposoby. Po pierwsze, tlenek srebra stosowany na katodzie jest materiałem światłoczułym, który z czasem ulega degradacji. Na dłuższą metę naukowcy muszą znaleźć bardziej stabilne materiały. Ponadto stężenie kwasu mlekowego w pocie człowieka jest z czasem rozcieńczane. Dlatego projekt może zapalić diodę LED tylko przez cztery minuty podczas jazdy na rowerze. Zespół bada sposób przechowywania energii, gdy stężenie kwasu mlekowego jest wystarczająco wysokie, a następnie je uwalnia.
Źródło: Meeyou Carbide