نانولوله های کربن و گرفتن انرژی از عرق بدن

نانولوله های کربن و گرفتن انرژی از عرق بدن

نانولوله های کربن و گرفتن انرژی از عرق بدن

یک تیم از مهندسان، سلولهای سوخت کششی را تولید کرده اند که انرژی را از عرق استخراج می کنند و قادر به تامین انرژی برای ابزار های الکترونیکی مانند LED ها و رادیوهای بلوتوث هستند.سلول های زیستی می توانند نیرویی ده بار بیشتر نسبت به سایر سلول های زیستی را از سطح بدن برداشت کنند. این دستگاه ها می توانند برای استفاده از طیف وسیعی از دستگاه های پوشیدنی استفاده شوند.
مهندسین دانشگاه کالیفرنیا سن دیگو با کمک ترکیبی از مواد شیمیایی هوشمند، مواد پیشرفته و رابط های الکترونیکی توانستند این موفقیت را به دست بیاورند.این دست آورد به آنها اجازه ساخت یک پایه الکترونیکی قابل کشش را با استفاده از لیتوگرافی و با استفاده از چاپ اسکرین برای ایجاد کاتد ۳D کربن بر روی نانولوله های کربنی و آندهای آرایش یافته را می هد.
سلولهای سوخت زیستی به یک آنزیم مجهز شده اند که اسید لاکتیک موجود در عرق بدن را اکسید می کند تا جریان تولید کنندو در واقع عرق بدن را به یک منبع قدرت تبدیل می کنند.
مهندسین نتایج پژوهش های خود را در ژورنال علوم انرژی و محیط زیست به چاپ رسنده اند. در مقاله، آنها توضیح میدهند که چگونه سلولهای سوخت زیستی را به یک صفحه مدار سفارشی متصل می کنند و نشان داده اند که این دستگاه توانست یک LED را در حالی که یک فرد با آن بروی دوچرخه ثابت کار می کرد، روشن کرده است.

جزیره ها و پل ها

20170622-SweatPowerGen-04547-sRGB-hires

برای سازگاری با دستگاه های پوشیدنی، سلول سوخت زیستی نیاز به انعطاف پذیری و کشش دارد.بنابراین مهندسان تصمیم به استفاده از آنچه آنها به نام “پل و جزیره” می نامند گرفتند.اساسا، سلول از سطرهای نقطه تشکیل شده است که هر کدام با سازه های فنری شکل متصل می شوند. نیمی از نقاط تشکیل سلول آند است؛ نیمه دیگر کاتد هستند.
سازه های فنر مانند می توانند کشش و خم شدن، ایجاد انعطاف پذیری سلول را بدون تغییر شکل آند و کاتد، فراهم آورند.
اساس ساختارهای جزیره و پل ها از طریق لیتوگرافیو از طلا ساخته شده است. به عنوان قدم دوم، محققان از چاپ روی صفحه برای قرار دادن لایه های مواد سوخت زیستی در بالای آند و نقاط کاتد استفاده کرده اند.

افزایش تراکم انرژی

بزرگترین چالش محققان افزایش چگالی انرژی سلول سوخت زیستی بود، به این معنی که مقدار انرژی که میتواند در هر سطح تولید کند.افزایش تراکم انرژی کلید افزایش عملکرد سلول های سوخت زیستی است.انرژی بیشتری که سلول ها می توانند تولید کنند، می تواند بسیار بیشتر و قدرتمند تر باشد.
برای افزایش تراکم انرژی ،مهندسان یک ساختار نانولوله کربن ۳D را روی آند و کاتد چاپ کردند.این ساختار به مهندسان اجازه می دهد تا هر نقطه ی آنودیک بارگیری بیشتری با آنزیمی که با اسید لاکتیک و اکسید نقره ای در نقاط کاتد واکنش نشان می دهد،داشته باشد.علاوه بر این، لوله ها انتقال الکترون را آسان تر می کنند که عملکرد سلول های سوخت زیستی را بهبود می بخشد.

مراحل بعدی

image3

در آینده کار در دو بخش مورد نیاز است. اولا، اکسید نقره ای که در کاتد استفاده می شود حساس به نور است و در طول زمان تجزیه می شود و در دراز مدت، محققان باید مواد پایدارتری پیدا کنند.
همچنین غلظت اسید لاکتیک در عرق بدن در طول زمان رقیق می شود. به همین دلیل است که افراد قادر به روشن کردن LED برای تنها چهار دقیقه در حین دوچرخه سواری بودند. تیم تحقیقاتی باید راهی برای آزاد سازی انرژی لاکتان که بسیار زیاداست بیابد.

درباره نویسنده

مدیر

وبسایت Textile DB با هدف ارتقا صنعت نساجی وارد عرصه شده است و با بخش های علمی ٬ صنعتی و بازرگانی سعی دارد با فراهم آوردن امکانات لازم شرایط بهتری را برای قشر های مختلف از جمله دانشجویان ٬ اساتید و صنعت گران و فعالین اقتصادی بوجود آورد.

مطالب مرتبط

نظر بدهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

This site is protected by wp-copyrightpro.com