[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 razy większą moc na powierzchnię niż jakiekolwiek istniejące nadające się do noszenia ogniwo biopaliwowe. Urządzenia te mogą być zasilane przez szereg urządzeń noszonych na ciele. Ogniwa biopaliwowe mogą się rozciągać i zginać, dostosowując się do ergonomii. Naskórkowe ogniwo biopaliwowe dokonało znaczącego przełomu w tej dziedzinie i pracuje nad tym, aby sprzęt był wystarczająco elastyczny i wystarczająco wytrzymały. Inżynierowie z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego mogą osiągnąć ten przełom, łącząc zaawansowaną chemię, zaawansowane materiały i interfejsy elektroniczne. Pozwala im to na zbudowanie chowanej podstawy elektronicznej za pomocą fotolitografii i sitodruku do tworzenia matryc katodowych i anodowych z trójwymiarowych podłoży z nanorurek węglowych. Ogniwo biopaliwowe jest wyposażone w odpowiedni enzym, który utlenia kwas mlekowy obecny w pocie ciała w celu wytworzenia prądu, który zamieni pot w źródło energii. Inżynierowie opisują, w jaki sposób łączą ogniwo biopaliwowe z opracowaną płytką drukowaną i udowadniają, że urządzenie jest w stanie dostarczać diody LED, a osoba je nosząca może jeździć na rowerze. Wyspy i mosty Aby zapewnić kompatybilność z urządzeniami do noszenia, akumulatory na biopaliwa wymagają elastyczności i rozciągliwości . Dlatego inżynierowie postanowili wykorzystać to, co nazywają grupą badawczą „Xuzhou”, która opracowała strukturę „wyspy mostowej”. Zasadniczo bateria składa się z różnych struktur w kształcie sprężyny połączonych z kolumną. Połowa siatki tworzy anodę akumulatora, druga połowa to katoda. Strukturę podobną do sprężyny można rozciągać i wyginać, aby zachować elastyczność baterii bez deformowania anody i katody. Następnie naukowcy wykorzystali sitodruk do osadzenia warstwy biopaliwa na wierzchu anody i katody. Zwiększenie gęstości energii Największym wyzwaniem dla naukowców jest zwiększenie gęstości energii ogniw biopaliwowych, czyli energii, którą można wytworzyć na powierzchnia. Zwiększenie gęstości energii jest kluczem do poprawy wydajności ogniw biopaliwowych. Im więcej energii produkują komórki, tym są potężniejsze. „Musimy znaleźć najlepszą kombinację materiałów i sposobu ich wykorzystania” – mówi Amay Bandodkar, jeden z pierwszych autorów artykułu. Aby poprawić gęstość mocy, inżynierowie w anodzie i katodzie wydrukowali na wierzchu struktury nanorurek węglowych 3D. Ta struktura pozwala inżynierowi na użycie większej liczby enzymów w punkcie katodowym z kwasem mlekowym i tlenkiem srebra do załadowania każdej anody. Ponadto rura ułatwia przenoszenie elektronów, co znacznie poprawia wydajność ogniw biopaliwowych. Przetestuj zastosowanie Ogniwo biopaliwowe można podłączyć do niestandardowej płytki drukowanej wyprodukowanej przez Mercier Study Group. Płytka jest konwerterem DC/DC, który eliminuje moc generowaną przez ogniwo paliwowe i zmienia się w miarę wytwarzania potu przez użytkownika i przekształca go na stałe napięcie o stałej mocy. Badacze zostali wyposażeni w cztery projekty połączone z panelami biopaliwowymi i umożliwili im jazdę na stałym rowerze, a badani byli w stanie zasilać niebieską diodę LED przez około cztery minuty. Następny krok, przyszła praca, musi przebiegać na dwa sposoby. Po pierwsze, tlenek srebra użyty na katodzie jest materiałem wrażliwym na światło, który z czasem ulega degradacji. Na dłuższą metę naukowcy muszą znaleźć bardziej stabilne materiały. Ponadto stężenie kwasu mlekowego w pocie człowieka z czasem ulega rozcieńczeniu. 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 uwalniania jej.
Źródło: Carbide Meeyou

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *