Oamenii de știință dezvoltă dispozitive electronice purtabile care se pot alimenta folosind transpirația umană

Dispozitivele electronice purtabile și biosenzorii sunt instrumente excelente pentru monitorizarea sănătății, însă găsirea unor surse de alimentare convenabile pentru acestea a fost întotdeauna dificilă. Acum, un grup de oameni de știință a dezvoltat și testat cu succes o serie de celule biocombustibile purtabile care generează energie electrică din transpirația purtătorului, deschizând ușile către monitorizarea electronică a stării de sănătate alimentată doar de fluide corporale.
O echipă de oameni de știință condusă de profesorul asociat Isao Shitanda de la Universitatea de Științe din Tokyo explorează modalități eficiente de utilizare a transpirației ca singură sursă de încărcare pentru dispozitivele electronice purtabile. În cel mai recent studiu al lor, publicat în Journal of Power Sources, cercetătorii prezintă un design nou pentru o rețea de celule de biocombustibili care utilizează o substanță chimică din sudoare, lactat, pentru a genera suficientă energie pentru a conduce un biosenzor și dispozitive de comunicații fără fir pe o perioadă scurtă de timp.

Noua gamă de celule de biocombustibil arată ca un bandaj de hârtie care poate fi purtat, de exemplu, pe braț sau pe antebraț. Acesta constă în esență dintr-un substrat de hârtie hidrofug pe care sunt așezate mai multe celule de biocombustibil în serie și în paralel. Numărul de celule depinde de tensiunea de ieșire și de puterea necesară. În fiecare celulă, reacțiile electrochimice dintre lactat și o enzimă prezentă în electrozi produc un curent electric, care curge către un colector general de curent realizat dintr-o pastă de carbon conducătoare.

Aceasta nu este prima celulă de biocombustibil pe bază de lactat, dar unele diferențe cheie fac ca acest design nou să iasă în evidență. Unul este faptul că întregul dispozitiv poate fi fabricat prin serigrafie, o tehnică în general potrivită pentru producția de masă rentabilă. Acest lucru a fost posibil prin selectarea atentă a materialelor și printr-un aspect ingenios. De exemplu, în timp ce celulele anterioare similare foloseau fire de argint drept căi de conducere, celulele biocombustibile actuale folosesc cerneală de carbon poroasă. Un alt avantaj este modul în care lactatul este livrat către celule. Straturile de hârtie sunt folosite pentru a colecta transpirația și a o transporta simultan către toate celulele prin efectul capilar.

Avantajele descrise fac ca rețelele de celule de biocombustibil să prezinte o capacitate fără precedent de a furniza energie circuitelor electronice, așa cum remarcă dr. Shitanda: „În experimentele noastre, celulele de biocombustibil pe hârtie ar putea genera o tensiune de 3,66 V și o putere de ieșire de 4,3 mW. Din câte știm, această putere este semnificativ mai mare decât cea a celulelor cu biocombustibil lactat raportate anterior”.

sursa: Science Daily