[概要] エンジニアのグループは、汗からエネルギーを抽出し、LED や Bluetooth ラジオなどの電子デバイスに電力を供給することができる、伸縮性のある燃料電池を開発しました。バイオ燃料電池は、既存のウェアラブル バイオ燃料電池の 10 倍の表面積あたりの電力を持っています。これらのデバイスは、さまざまなウェアラブル デバイスで電力を供給できます。バイオ燃料電池は、人間工學(xué)に基づいて伸縮し、曲げることができます。表皮バイオ燃料電池は、この分野で大きな進(jìn)歩を遂げており、機(jī)器を十分に柔軟で十分な強(qiáng)度にするために取り組んできました。カリフォルニア大學(xué)サンディエゴ校のエンジニアは、高度な化學(xué)、高度な材料、および電子インターフェースを組み合わせることで、このブレークスルーを達(dá)成できます。これにより、フォトリソグラフィーとスクリーン印刷を使用して 3D カーボン ナノチューブ基板の陰極と陽極の配列を作成することにより、格納式の電子基盤を構(gòu)築することができます。バイオ燃料電池には、體の汗に含まれる乳酸を酸化して電流を生成する対応する酵素が搭載されており、汗を動(dòng)力源に変換します。エンジニアは、開発した回路基板にバイオ燃料電池を接続する方法を説明し、デバイスが LED に電力を供給できること、およびそれを裝著した人が自転車で移動(dòng)できることを証明します。島と橋 ウェアラブル機(jī)器との互換性のために、バイオ燃料電池には柔軟性と伸縮性が必要です.そこでエンジニアは、「徐州」研究グループが開発した「橋島」構(gòu)造と呼ばれるものを使用することにしました。本質(zhì)的に、バッテリーは柱に接続されたさまざまなバネ狀の構(gòu)造で構(gòu)成されています。バッテリーのアノードを形成するグリッドの半分、殘りの半分はカソードです。ばねのような構(gòu)造は、アノードとカソードを変形させることなく、バッテリーの柔軟性を維持するために伸ばしたり曲げたりすることができます。次に、研究者はスクリーン印刷を使用して、アノードとカソードの上部にバイオ燃料層を堆積させました.エネルギー密度の増加研究者にとって最大の課題は、バイオ燃料電池のエネルギー密度、つまり、表面積。エネルギー密度の向上は、バイオ燃料電池の性能を向上させるための鍵です。細(xì)胞が生成するエネルギーが多いほど、細(xì)胞はより強(qiáng)力になります。 「材料の最適な組み合わせとその使用方法を見つける必要があります」と、この論文の最初の著者の 1 人である Amay Bandodkar は言います。電力密度を向上させるために、エンジニアはアノードとカソードを 3D カーボン ナノチューブ構(gòu)造の上部に印刷しました。この構(gòu)造により、技術(shù)者は陰極點(diǎn)でより多くの酵素を乳酸と酸化銀とともに使用して、各陽極に負(fù)荷をかけることができます。さらに、チューブによって電子の移動(dòng)が容易になり、バイオ燃料電池の性能が大幅に向上します。アプリケーションのテスト バイオ燃料電池は、Mercier Study Group によって製造されたカスタム回路基板に接続できます。ボードは、燃料電池で発電された電力を除去し、ユーザーが汗をかくと変化するDC / DCコンバーターで、一定電力の定電圧に変換します。研究者は、バイオ燃料パネルと組み合わせた 4 つのプロジェクトを裝備し、それらを固定自転車で走らせ、被験者は約 4 分間、青色 LED に電力を供給することができました。次のステップ、今後の作業(yè)は 2 つの方法で行う必要があります。まず、カソードに使用されている酸化銀は、時(shí)間の経過とともに劣化する感光性材料です。長期的には、研究者はより安定した材料を見つける必要があります。さらに、人の汗中の乳酸濃度は時(shí)間の経過とともに希釈されます。そのため、このプロジェクトでは、自転車に乗っているときに LED を 4 分間しか點(diǎn)燈させることができません。チームは、乳酸濃度が十分に高いときにエネルギーを蓄え、それを放出する方法を模索しています.
出典：Meeyou Carbide