近年來,可穿戴電子産品正經(jīng)曆著(懂他zhe)從剛性、笨重、非規整的設備向(xiàng)小型化、柔性化對員以及可伸縮轉變。然而,其長(cháng)期可提供足夠電力的“能(nén樹對g)源站”的小型化是主要的技術瓶頸。研究者們員做從各種(zhǒng)途徑獲取和存儲能(néng)量,暗外如人體運動能(néng)量、汗水、陽樂家光、空氣等。可穿戴生物燃料電池(BFCs)通過(guò)酶電化大相學(xué)反應將(jiāng)人體汗液中的化學(xué)能(néng又她)轉化為電能(néng),被(bèi習藍)認為是一種(zhǒng)很有潛力的解決方案。內外但是,這(zhè)種(zhǒng)在雜基于汗液的能(néng)量收集器的一個關鍵缺點是需要人體她近汗液和氧化劑中不斷提供燃料。自充電生物超級電容器(BSCs)是一種(視秒zhǒng)能(néng)夠儲存能(néng)量并通過(guò)化學(哥跳xué)或太陽能(néng)轉換光動進(jìn)行自我充電的電容器。基于人體汗液的BSCs在可穿戴地好設備中有很大的應用前景。
基于上述背景,格勒諾布爾-阿爾卑又腦斯大學(xué)與UCSD大學(x劇醫ué)合作研究了第一個全打印、雙功能(néng)、可伸還坐縮、可穿戴的超級電容器,用于收集和存儲汗液中的能(nén可拿g)量,同時(shí)保持與人體皮膚的密切接觸。這(店亮zhè)款可穿戴混合設備兼具BFC和SC子村功能(néng),已被(bèi)證明能(néng)夠提供高功率脈沖,并通過機開(guò)人體汗液中的乳酸生物燃料的酶氧化快速自舞雪我充電。
研究者使用耐壓油墨,將(jiān答河g)BFC和SC功能(néng)結合在同一印刷拍拿陽極和陰極上,滿足皮膚可穿戴設備的柔軟性、延展都我性和可伸縮性要求,同時(shí)降低了系統的複雜學科性,并最小化了設備占用空間。通過(guò)高效的島橋結構的平面(miàn)電女日極設計和耐應變油墨的使用,實現了穩定、保形、可伸縮的能(néng)量道還收集-存儲雙功能(néng)器件。在軟矽橡膠基闆上制作島橋結構:在活但說性電極島的底部印刷非彈性主幹層,用于機械支持;錢秒金屬銀互相連接,被(bèi)印刷成(chéng)蛇形圖案對湖作為橋。當設備變形時(shí),電極區域的應力分布到(dào)周圍的柔性區域,這呢從而确保有吸引力的機械彈性。
將(jiāng)該自充電混合裝置安裝在人體手臂上,可獲得0.343 m說為W/cm2的高功率,且具有較好(hǎo)的長(chán下公g)期運行穩定性:每30s施加一個10 ms·mA林這/cm2電流脈沖,可以持續1 h,在超過(金線guò)120個循環中沒(méi)有觀察到(dào)明商藍顯的性能(néng)下降。
相關研究以“Wearable Biosuperca拿刀pacitor:Harvesting and Storing En快票ergy from Sweat”為題發(f嗎個ā)表在《Advanced Functional Ma習個terials》上。
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