Thiết bị đeo được tế bào nhiên liệu sinh học mở rộng

[Tổng quan] Một nhóm các kỹ sư đã phát triển một pin nhiên liệu có thể co giãn, lấy năng lượng từ mồ hôi và có thể cung cấp năng lượng cho các thiết bị điện tử như đèn LED và radio Bluetooth. Các tế bào nhiên liệu sinh học có sức mạnh gấp 10 lần trên mỗi diện tích bề mặt so với bất kỳ tế bào nhiên liệu sinh học có thể đeo nào hiện có. Các thiết bị này có thể được cung cấp năng lượng trên một loạt các thiết bị đeo được. Các tế bào nhiên liệu có thể kéo dài và uốn cong, phù hợp với công thái học. Tế bào nhiên liệu sinh học biểu bì đã tạo ra một bước đột phá đáng kể trong lĩnh vực này và đã làm việc để làm cho thiết bị đủ linh hoạt và đủ sức mạnh. Các kỹ sư từ Đại học California, San Diego, có thể đạt được bước đột phá này bằng cách kết hợp hóa học tiên tiến, vật liệu tiên tiến và giao diện điện tử. Điều này cho phép họ xây dựng một cơ sở điện tử có thể thu vào bằng cách sử dụng quang khắc và sử dụng in ấn màn hình để tạo ra các mảng cực âm và cực dương của chất nền ống nano carbon 3D. Tế bào nhiên liệu sinh học được trang bị một loại enzyme tương ứng oxy hóa axit lactic có trong mồ hôi cơ thể để tạo ra dòng điện, sẽ chuyển đổi mồ hôi thành nguồn năng lượng. Các kỹ sư mô tả cách họ kết nối một tế bào nhiên liệu sinh học với một bảng mạch đã phát triển và chứng minh rằng thiết bị có khả năng cung cấp đèn LED và một người đeo nó có thể đi xe đạp. . Vì vậy, các kỹ sư đã quyết định sử dụng cái mà họ gọi là nhóm nghiên cứu của Xu Từ Châu. Về bản chất, pin bao gồm một loạt các cấu trúc hình lò xo được kết nối với cột. Một nửa lưới điện để tạo thành cực dương pin, nửa còn lại là cực âm. Cấu trúc giống như lò xo có thể được kéo dài và uốn cong để duy trì tính linh hoạt của pin mà không làm biến dạng cực dương và cực âm. Sau đó, các nhà nghiên cứu đã sử dụng in lụa để đặt lớp nhiên liệu sinh học ở đầu cực dương và cực âm. Tăng mật độ năng lượng Thách thức lớn nhất đối với các nhà nghiên cứu là tăng mật độ năng lượng của tế bào nhiên liệu sinh học, đó là năng lượng có thể được tạo ra diện tích bề mặt. Tăng mật độ năng lượng là chìa khóa để cải thiện hiệu suất tế bào nhiên liệu sinh học. Các tế bào sản xuất càng nhiều năng lượng, chúng càng mạnh mẽ. Amay Bandodkar, một trong những tác giả đầu tiên của bài báo, chúng tôi cần tìm ra sự kết hợp tốt nhất của các vật liệu và cách sử dụng chúng. Để cải thiện mật độ năng lượng, các kỹ sư ở cực dương và cực âm được in trên đỉnh của cấu trúc ống nano carbon 3D. Cấu trúc này cho phép kỹ sư sử dụng nhiều enzyme hơn tại điểm cực âm với axit lactic và oxit bạc để tải từng cực dương. Ngoài ra, ống giúp chuyển điện tử dễ dàng hơn, giúp cải thiện đáng kể hiệu suất của pin nhiên liệu sinh học. Ứng dụng Tế bào nhiên liệu sinh học có thể được kết nối với bảng mạch tùy chỉnh do Tập đoàn nghiên cứu Mercier sản xuất. Bảng mạch là bộ chuyển đổi DC / DC giúp loại bỏ năng lượng do pin nhiên liệu tạo ra và thay đổi khi người dùng tạo ra mồ hôi và chuyển đổi nó thành điện áp không đổi có công suất không đổi. Các nhà nghiên cứu đã được trang bị bốn dự án kết hợp với các tấm nhiên liệu sinh học và cho phép họ chạy trên một chiếc xe đạp cố định, và các đối tượng có thể cung cấp năng lượng cho đèn LED màu xanh trong khoảng bốn phút. Bước tiếp theo, công việc trong tương lai cần phải theo hai cách. Đầu tiên, oxit bạc được sử dụng ở cực âm là một vật liệu nhạy cảm với ánh sáng, bị thoái hóa theo thời gian. Về lâu dài, các nhà nghiên cứu cần tìm ra vật liệu ổn định hơn. Ngoài ra, nồng độ axit lactic trong mồ hôi của một người bị pha loãng theo thời gian. Đó là lý do tại sao dự án chỉ có thể thắp sáng đèn LED trong bốn phút khi đi xe đạp. Nhóm nghiên cứu đang khám phá một cách để lưu trữ năng lượng khi nồng độ axit lactic đủ cao và sau đó giải phóng nó.
Nguồn: Meeyou cacbua