可拉伸的生物燃料电池中提取能量从汗水助力可穿戴设备

一个工程师团队已经开发出可伸缩的燃料细胞中提取能量的汗水，能够驱动电子产品，如LED和蓝牙收音机。生物燃料电池产生10倍以上的电力单位面积比任何现有的可穿戴式生物燃料电池。该设备可用于功率范围的可穿戴设备。

表皮细胞在生物燃料领域的一大突破，它一直在努力与制造设备，伸缩性不够，不够强大。由于巧妙的化学、先进的材料和电子接口的结合，加利福尼亚大学圣地亚哥分校的工程师们得以实现这一突破。这使他们能够建立一个可拉伸的电子基础采用光刻和利用丝网印刷进行三维碳纳米管阴极和阳极阵列。SMT贴片加工

生物燃料细胞中有一种酶，氧化人体汗液中的乳酸产生电流。这将汗水转化为源动力。

工程师在能源与六月杂志上发表了他们的结果；环境科学。在论文中，他们描述了他们如何将生物燃料电池连接到特制的电路板上，并演示了这种装置能够在一个固定自行车上佩戴LED时给它供电。

Joseph Wang教授，他指导的可穿戴式传感器，在加州圣地亚哥中心，领导了这项研究，在电气工程教授，中心副主任Patrick Mercier和nanoegnineering盛旭教授合作，也都在雅可布工程学院圣地亚哥分校。

岛屿和桥梁

桥岛结构使得生物燃料电池是柔性。

可穿戴设备兼容，生物燃料电池需要柔性。因此工程师们决定用他们所谓的“桥岛”在徐的研究组开发的结构。从本质上讲，细胞是由点，分别由弹簧状结构连接的行。一半的点组成电池的阳极；另一半是阴极。弹簧状结构可以伸缩和弯曲，使细胞灵活而不变形的阳极和阴极。

依据的岛屿和桥梁结构通过光刻技术制造，是金子做的。作为第二步，研究人员使用丝网印刷技术在阳极和阴极点上沉积生物燃料层。

提高能量密度

研究人员最大的挑战是增加生物燃料电池的能量密度，这意味着它可以产生的能量每表面面积。提高能量密度的燃料电池来提高性能的关键。这些细胞能产生更多的能量，更强大的能。

“我们需要找到最佳的材料组合使用，这比使用它们，”Amay Bandodkar说，一篇论文的第一作者，当时王的研究组的博士生。他现在是西北大学的博士后研究员。

提高功率密度，工程师丝网印刷上的阳极和阴极三维碳纳米管结构。这种结构允许工程师在阴极点上对乳酸和氧化银反应产生更多的酶来装载每一个阳极点。此外，管允许更容易的电子转移，从而提高燃料电池的性能。

测试中的应用

研究表明，灵活燃料电池能功率LED和蓝牙无线。

生物燃料电池被连接到一个定制的电路板在名士的课题组研制。董事会是DC /直流转换器，找齐了由燃料电池产生的功率波动量由用户产生的汗水，并把它变成一个恒压恒功率。

人员配备四名生物燃料电池板组合，让他们在固定自行车锻炼。受试者能够功率蓝光LED约四分钟。

下一步

未来的工作需要在两个方面。首先，银的氧化物用于阴极光敏感，随着时间的推移而下降。从长远来看，研究人员需要找到一个更稳定的材料。

同时，在人的汗液乳酸浓度被稀释过的时间。这就是为什么受试者能够点亮一个LED只有四分钟骑车。研究小组正在探索一种方法，将乳酸浓度足够高的能量储存起来，然后逐渐释放出来。