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新型葡萄糖燃料電池問世 厚度僅為400納米

時間：2022-05-18 10:25:27    來源：前瞻網    

眾所周知，葡萄糖是我們從吃的食物中吸收的糖分，它為我們體內的細胞提供動力燃料。但是你有沒有想過，它有一天也能為醫療植入物提供燃料。

近日，麻省理工學院和慕尼黑工業大學的工程師發表論文稱，他們設計了一種新型葡萄糖燃料電池，可將葡萄糖直接轉化為電能。該電池厚度僅為 400 納米，約為人類頭發直徑的 1/100。而且，每平方厘米可產生約 43 微瓦的電力，實現了迄今為止葡萄糖燃料電池的最高功率密度。

該電池還具有彈性，能夠承受高達 600 攝氏度的溫度。如果結合到醫療植入物中，葡萄糖燃料電池可以通過所有可植入設備所需的高溫滅菌過程保持穩定。

它的內核由陶瓷制成，這種材料即使在高溫和微型尺度下也能保持其電化學特性。研究人員設想，它們可以制成超薄膜或涂層，并包裹在植入物周圍，利用人體豐富的葡萄糖供應來為電子設備供電。

與以往的研究工作不同，該團隊使用二氧化鈰作為種葡萄糖燃料電池的電解質。二氧化鈰是一種具有高離子電導率的陶瓷材料，機械強度高，因此被廣泛用作氫燃料電池的電解質。

該團隊將電解質與由鉑制成的陽極和陰極夾在中間，鉑是一種容易與葡萄糖反應的穩定材料。他們在一個芯片上制造了 150 個葡萄糖燃料電池，然后測量了每個電池在葡萄糖溶液流過每個晶片時所產生的電流。

研究結果表明，許多電池產生的峰值電壓約為 80 毫伏。鑒于每個電池的尺寸很小，該輸出實現了現有葡萄糖燃料電池設計中最高的功率密度。

該研究論文題為“A Ceramic-Electrolyte Glucose Fuel Cell for Implantable Electronics”，已發表在《先進材料》期刊上。

標簽： 高離子電導率 陶瓷材料 氫燃料電池 氫燃料電池電解質

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