[Vue d'ensemble] Un groupe d'ingénieurs a développé une pile à combustible extensible qui extrait l'énergie de la sueur et peut alimenter des appareils électroniques tels que des LED et des radios Bluetooth. Les biopiles ont 10 fois plus de puissance par surface que n'importe quelle biopile portable existante. Ces appareils peuvent être alimentés sur une gamme d'appareils portables. Les biopiles peuvent s'étirer et se plier, conformément à l'ergonomie. La biopile épidermique a fait une percée significative dans le domaine et s'est efforcée de rendre l'équipement suffisamment flexible et suffisamment résistant. Les ingénieurs de l'Université de Californie à San Diego peuvent réaliser cette percée en combinant une chimie avancée, des matériaux avancés et des interfaces électroniques. Cela leur permet de construire une base électronique rétractable en utilisant la photolithographie et l'utilisation de la sérigraphie pour fabriquer les réseaux de cathodes et d'anodes de substrats de nanotubes de carbone 3D. La biopile est équipée d'une enzyme correspondante qui oxyde l'acide lactique présent dans la sueur corporelle pour produire du courant, qui convertira la sueur en source d'énergie. Les ingénieurs décrivent comment ils connectent une biopile à une carte de circuit imprimé développée et prouvent que l'appareil est capable de fournir une LED et qu'une personne qui le porte peut voyager à vélo.Ilots et ponts Pour être compatibles avec les équipements portables, les batteries à biocarburant nécessitent flexibilité et extensibilité . Les ingénieurs ont donc décidé d'utiliser ce qu'ils appellent le groupe de recherche "Xuzhou" pour développer la structure "bridge island". Essentiellement, la batterie se compose d'une variété de structures en forme de ressort reliées à la colonne. La moitié de la grille pour former l'anode de la batterie, l'autre moitié est la cathode. La structure en forme de ressort peut être étirée et pliée pour maintenir la flexibilité de la batterie sans déformer l'anode et la cathode. Ensuite, les chercheurs ont utilisé la sérigraphie pour déposer la couche de biocarburant au sommet de l'anode et de la cathode. Augmenter la densité d'énergie Le plus grand défi pour les chercheurs est d'augmenter la densité d'énergie des biopiles, c'est-à-dire l'énergie qui peut être générée par superficie. L'augmentation de la densité énergétique est la clé de l'amélioration des performances des biopiles. Plus les cellules produisent d'énergie, plus elles sont puissantes. "Nous devons trouver la meilleure combinaison de matériaux et comment les utiliser", explique Amay Bandodkar, l'un des premiers auteurs de l'article. Afin d'améliorer la densité de puissance, les ingénieurs de l'anode et de la cathode ont imprimé sur le dessus de la structure de nanotubes de carbone 3D. Cette structure permet à l'ingénieur d'utiliser plus d'enzymes au point cathodique avec de l'acide lactique et de l'oxyde d'argent pour charger chaque anode. De plus, le tube facilite le transfert d'électrons, ce qui améliore grandement les performances des biopiles. La carte est un convertisseur DC / DC qui élimine la puissance générée par la pile à combustible et change au fur et à mesure que l'utilisateur produit de la sueur et la convertit en une tension constante de puissance constante. Les chercheurs ont été équipés de quatre projets combinés avec des panneaux de biocarburant et leur ont permis de courir sur un vélo fixe, et les sujets ont pu alimenter la LED bleue pendant environ quatre minutes. La prochaine étape, le travail futur doit être de deux manières. Premièrement, l'oxyde d'argent utilisé à la cathode est un matériau sensible à la lumière qui se dégrade avec le temps. à long terme, les chercheurs doivent trouver des matériaux plus stables. De plus, la concentration d'acide lactique dans la sueur d'une personne se dilue avec le temps. C'est pourquoi le projet ne peut allumer la LED que pendant quatre minutes en faisant du vélo. L'équipe explore un moyen de stocker de l'énergie lorsque la concentration en acide lactique est suffisamment élevée, puis de la libérer.
Source: Meeyou Carbide