从汗水获得源源不绝的电力,日本新纸质生物燃料电池还可印刷

汗水中的成分中,有99%是水,剩下的1%为乳酸、尿素与盐分,日本科学家便看中那一定含量的化学乳酸,研发出以汗水发电的生物燃料电池,能在短时间内驱动生物传感器与无线通信设备,有机会应用在穿戴式设备上。

科技日新月异,新一代的穿戴式生物传感器可以测量特定生理信号、生物活动,再无线传至手机或计算机,可帮助用户关注个人健康趋势,甚至是获得更深入的资料分析结果。不过纵使过去科学家已经研发出各种可挠、微小的电极,但还有电池这一关。

无线设备意味着电力来源需要依靠电池,传统用于手表、微型计算机的钮扣电池往往厚重,太薄的电池又可能存有容量不足或是安全疑虑,那该怎么办呢?

因此现在科学家瞄准自发电系统,像是太阳能穿戴式设备、又或是搭配生物燃料电池的设备,日本东京理工大学新型的生物燃料电池除了外观像纸胶带,轻薄疏水可以贴在手臂上,更为特别的是,还可以用网板印刷(Screen printing)制造,有利于往后量生产机制造。

新型电池数组的底材为疏水性较强的纸质,纸质底板可以收集汗水,以毛细做用将汗水流至上面的多颗生物燃料电池,电池再负责将汗水中的乳酸转换成电力,最后电流流至碳胶制成的集电器。至于发电能力,则取决于有几颗电池,东京理工大学助理教授Isao Shitanda表示,在该实验中,纸质生物燃料电池可以产生3.66 V的电压和4.3 mW的输出功率。

为测试生物燃料电池的适用范围,团队也打造一颗生物传感器,不仅能用汗水中的乳酸供电、侦测乳酸浓度,还能利用低耗电蓝牙设备,将测量值传到手机中。团队认为,汗液含有一定含量的化学乳酸,运动时与运动后乳酸含量会更高,也是种重要的生理标志,可以即时反映锻炼强度,这项研究对运动员与复健中的人颇有帮助。

且根据团队说法,一滴人造汗水就可以让驱动生物燃料电池驱动商用活度计1.5小时,或许可以帮智能手表等其他设备供电。

(首图来源:pixabay)