麻省理工研发超薄燃料电池:仅用人体自身糖分就能发电
眾所周知,葡萄糖是一種人體從食物中吸收的糖。它是我們身體里每個細胞的能量來源。但通過科學(xué)家們的不懈努力,它最終有一天或許也能為醫(yī)療植入物提供動力。
近期,麻省理工學(xué)院(MIT)和慕尼黑技術(shù)大學(xué)(the Technical University of Munich)的工程師們設(shè)計了一種新型的葡萄糖動力電池,可以將葡萄糖直接轉(zhuǎn)化為電能。這項研究成果已于近期發(fā)表在了《先進材料》雜志上。
據(jù)悉,該裝置比其他提出的葡萄糖燃料電池更小,只有400納米厚,大約是人類頭發(fā)直徑的1/100。而且每平方厘米可產(chǎn)生約43微瓦的電力,這是目前環(huán)境條件下迄今為止葡萄糖燃料電池的最高功率密度。
此外,這款新設(shè)備也很有彈性,能夠承受高達600攝氏度的溫度。如果將這種高耐熱性集成到醫(yī)療植入物中,將允許動力電池在所有植入裝置適合的高溫滅菌過程中保持穩(wěn)定。
新裝置的核心是由陶瓷制成的,這種材料即使在高溫和微型尺寸下也能保持其電化學(xué)性能。研究人員設(shè)想,這種新設(shè)計可以制成超薄薄膜或涂層,包裹在植入物周圍,利用人體充足的葡萄糖供應(yīng)來為電子設(shè)備供電。
“葡萄糖在體內(nèi)無處不在,我們的想法是收集這些現(xiàn)成的能量,并用它為可植入設(shè)備供電,”Philipp Simons表示。
他在麻省理工學(xué)院材料科學(xué)與工程系(DMSE)開發(fā)了這一設(shè)計,作為他的博士論文的一部分。“在我們的工作中,我們展示了一種新的葡萄糖燃料電池的電化學(xué)。”
“電池一般占據(jù)了植入體90%的體積,現(xiàn)在你可以制作一個帶有薄膜的設(shè)備,你將擁有一個不需要占用空間的電源。”Simons的論文導(dǎo)師、DMSE客座教授、德國慕尼黑工業(yè)大學(xué)固態(tài)電解質(zhì)化學(xué)副教授Jennifer L.M. Rupp表示。
總結(jié)
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