麻省理工设计新型葡萄糖燃料电池 可将葡萄糖直接转化为电能
2022-05-18 08:33:01|
来源：前瞻网 作者：
众所周知，葡萄糖是我们从吃的食物中吸收的糖分，它为我们体内的细胞提供动力燃料。但是你有没有想过，它有一天也能为医疗植入物提供燃料。
近日，麻省理工学院和慕尼黑工业大学的工程师发表论文称，他们设计了一种新型葡萄糖燃料电池，可将葡萄糖直接转化为电能。该电池厚度仅为 400 纳米，约为人类头发直径的 1/100。而且，每平方厘米可产生约 43 微瓦的电力，实现了迄今为止葡萄糖燃料电池的最高功率密度。
该电池还具有弹性，能够承受高达 600 摄氏度的温度。如果结合到医疗植入物中，葡萄糖燃料电池可以通过所有可植入设备所需的高温灭菌过程保持稳定。
它的内核由陶瓷制成，这种材料即使在高温和微型尺度下也能保持其电化学特性。研究人员设想，它们可以制成超薄膜或涂层，并包裹在植入物周围，利用人体丰富的葡萄糖供应来为电子设备供电。
与以往的研究工作不同，该团队使用二氧化铈作为种葡萄糖燃料电池的电解质。二氧化铈是一种具有高离子电导率的陶瓷材料，机械强度高，因此被广泛用作氢燃料电池的电解质。
该团队将电解质与由铂制成的阳极和阴极夹在中间，铂是一种容易与葡萄糖反应的稳定材料。他们在一个芯片上制造了 150 个葡萄糖燃料电池，然后测量了每个电池在葡萄糖溶液流过每个晶片时所产生的电流。
研究结果表明，许多电池产生的峰值电压约为 80 毫伏。鉴于每个电池的尺寸很小，该输出实现了现有葡萄糖燃料电池设计中最高的功率密度。
该研究论文题为“A Ceramic-Electrolyte Glucose Fuel Cell for Implantable Electronics”，已发表在《先进材料》期刊上。
