超薄燃料电池问世，可将人体葡萄糖转换为电能-凡亿课堂

众所周知，人们从食物中获取葡萄糖，葡萄糖为人体细胞提供动力，是人体中必不可少的糖分来源，那么你有没有想过葡萄糖也能应用在医疗植入物中，为其提供动力？
近日，来自美国麻省理工学院和德国慕尼黑工业大学的科研团队设计研发出一种新型葡萄糖燃料电池，可将人体的葡萄糖直接转换为电能。

据了解，该燃料电池厚度仅为400纳米，约等于人类头发直径的1/100，每平方厘米的燃料电源可产生约43微瓦电力，打破了有史以来葡萄糖燃料电池的最高功率密度记录。
除此之外，它的承受温度最高高达600℃，若应用在嵌入式医疗植入物，可在植入设备的高温灭菌过程中保持稳定。科学家采用超薄膜或涂层设计，将葡萄糖燃料电池包裹在植入物周围，利用人体的葡萄糖自动为电子设备供电。
研究人员通过二氧化铈，将其制作成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，可在高温和微型尺度下保持其电化学特性。
在实验中，研究团队将电解质与由铂（铂是一种易与葡萄糖反应的稳定材料）制成的阳极和阴极夹在中间，他们在同一块芯片上内置了150个单独的葡萄糖燃料电池，每个约400纳米薄，300微米宽。然后再将电池图案摹刻到硅晶片上，接着测量电池在定制测试站中将葡萄糖溶液中流过每个晶片时产生的电流。
在结果中，许多电池产生的峰值电压约为80毫伏，已打破任何现有葡萄糖燃料电池设计中最高的功率密度。
研究人员表示：“这是第一次将电陶瓷材料中的质子传导用于葡萄糖到能量的转换，定义了一种新型的电化学。它将材料从氢燃料电池扩展到新的、令人兴奋的葡萄糖转换模式。”该燃料电池有诸多优势，原材料无毒便宜廉价，且满足人体内无害和植入物的高温灭菌条件，为植入传感器和微型电源开辟了一条新途径。
该项研究及具体细节已整理发表在学术杂志《先进材料》上。

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