Новая гибкая биотопливная камера, предназначенная для ношения, извлекает энергию из пота - новости

Новая гибкая биотопливная камера, предназначенная для ношения, извлекает энергию из пота - новости
Новая гибкая биотопливная камера, предназначенная для ношения, извлекает энергию из пота - новости
Anonim

Новая гибкая биотопливная ячейка, предназначенная для износа, экстрагирует энергию от пота

Wearables всегда были проблемой для эффективной работы. Одна исследовательская группа из UCSD разработала прототип биотопливной ячейки, которая стекает с пота.

За последние несколько лет мы наблюдаем значительное увеличение числа компаний, инвестирующих в пригодные для ношения технологии. Из-за этого всплеска уже появилось немало уникальных продуктов. Тем не менее, существует большая проблема с большинством устройств на рынке носителей, и именно поэтому их можно использовать.

Подача питания на эти устройства может показаться тривиальной задачей, но было доказано, что разработка источника питания, который может изгибаться и изгибаться при обеспечении мощности и удержании функциональности, очень затруднительна. Наши современные устройства питаются от нескольких различных средств: от солнечных до гибких силиконовых батарей; но мощность, которую эти устройства производят и потребляют, как правило, очень низка.

Различные международные исследовательские группы предпринимали попытки решить проблему сбора энергии из движения тела или окружающей среды, но не смогли создать источник энергии, который может быть гибким и гибким для будущих устройств.

В недавней статье, опубликованной в журнале Energy and Environmental Science, команда исследователей и инженеров из Калифорнийского университета в Сан-Диего разработала тип биотопливной ячейки, способной создавать энергию от химической реакции с потом.

Устройство называется эпидермальной ячейкой биотоплива, и считается, что оно является основным преимуществом в топливе с возможностью подачи питания.

Растяжимые, топливные элементы с подогревом

Биотопливная ячейка, разработанная командой, способна соответствовать телу, а также растягиваться и изгибаться множеством способов.

Image
Image

Команда, возглавляемая директором Центра Wearable Sensors в университете, использовала электронные интерфейсы, передовые материалы и некоторую химию ниши для производства устройства.

Биотопливные клетки работают, используя биохимическую реакцию между ферментом и молочной кислотой, содержащейся внутри человеческого пота, для получения небольшого тока. После установления этой реакции команда обратилась к дизайну ячейки биотоплива.

Ячейка должна быть гибкой и соответствовать текущим устройствам. Чтобы достичь этого, группа использовала дизайн, называемый структурой «мост и остров». Биотопливная ячейка была спроектирована рядами катодных и анодных точек, каждая из которых соединена пружинной структурой, позволяющей клетке изгибаться и растягиваться, имея возможность вернуться к своей исходной структуре.

Image
Image

Мост и островная структура. Изображение предоставлено UC San Diego

Остров мостов был изготовлен по стандартной методике литографии, а затем наполнился ферментом биотоплива. Чтобы дополнительно увеличить энергию, которую могла произвести ячейка, инженеры разместили структуры углеродных нанотрубок, которые могли бы быть заполнены ферментом, а также облегчить перенос электронов.

Затем команда проверила клетку, поставив ее на несколько разных испытуемых на велотренажере. Было обнаружено, что клетка способна продуцировать достаточную энергию для питания светодиодного света в течение 4 минут. Хотя результат может показаться не впечатляющим, это первый раз, когда мы увидели, что биотопливная клетка производит эту энергию; фактически, в 10 раз больше, чем любой предыдущий вызов биотоплива.

Инженеры будут инвестировать больше исследований в поиск лучшего оксида катода, который не будет деградировать со светом или временем, а также дальнейшее развитие устройства для хранения энергии для последующего потребления; или постепенной разрядки.

Image
Image

Очевидно, что с таким источником питания возникают проблемы с дизайном. (Во-первых, не все потеют с одинаковой скоростью.) Однако это все еще является шагом вперед к более гибким источникам питания, а также к износоустойчивым источникам питания.

Вы бы разработали устройство с биотопливовыми батареями потогонного питания?