據http://fuelcellsworks.com/報道：沙特阿拉伯和美國的研究人員近日成功開發一種以唾液和其他廢液為燃料的微米級微生物燃料電池（以下簡稱MFC）。這種電池裝置產生的功率將近1µW，能夠用於實驗室芯片和臨床護理診斷設備等生物電子學儀器。另外，它也有希望在控製生育計劃的排卵檢測方麵派上用場。
據報道，該MFC利li用yong細xi菌jun和he廢fei棄qi物wu發fa電dian，是shi一yi項xiang很hen有you應ying用yong前qian景jing的de的de技ji術shu。設she備bei中zhong的de細xi菌jun首shou先xian將jiang有you機ji物wu分fen解jie，此ci過guo程cheng釋shi放fang的de電dian子zi在zai陽yang極ji聚ju集ji，然ran後hou電dian子zi通tong過guo外wai電dian路lu傳chuan遞di到dao陰yin極ji生sheng成cheng電dian流liu。微wei米mi級ji的deMFC通tong常chang包bao含han兩liang個ge由you半ban透tou膜mo隔ge開kai的de陰yin陽yang兩liang極ji所suo構gou成cheng的de腔qiang室shi。采cai用yong這zhe種zhong結jie構gou需xu要yao在zai陰yin極ji室shi定ding期qi填tian充chong新xin鮮xian的de電dian子zi受shou體ti，例li如ru鐵tie氰qing化hua鉀jia。相xiang比bi於yu更geng易yi獲huo得de的de氧yang氣qi類lei電dian子zi受shou體ti，其qi產chan生sheng的de功gong率lv密mi度du更geng高gao且qie毒du性xing更geng小xiao，但dan目mu前qian隻zhi應ying用yong於yu較jiao大da規gui格ge的deMFC。
多層石墨烯陽極
該MFC采用多層石墨烯片（作陽極）和橡膠材料製備，並且采用在微米級MFCshangshoucishiyonglekongqiyinji。tebiezhongyaodeyidianshi，yanjiurenyuantongguoquchubantoumobujinjidadijianhualezhuangzhisheji，tongshibimianlemoneizusuozaochengderanliaodianchishuchudianliudejiangdi。
研究人員首先將石墨烯陽極箔片切成1×1cm大小，然後在陰陽極間放一個相同尺寸的橡膠墊片（厚1mm）,再將墊片中心切出一個5×5mm方孔作陽極室,接著將注射器針頭插入橡膠兩側將唾液注入設備中。橡膠材料的應用使得MFC具有良好的靈活性，可以很容易地連接到各種形式的表麵上。另外，空氣陰極裝置不需要任何實驗室化學品作反應物。
更高的電流密度
唾液中除大部分水外還含有無機和有機化合物，例如可以被細菌作為燃料使用的葡萄糖。研究人員發現，該設備所產生的電流密度（1190 A/m3）比至今任何微米級的MFC更高。就其本身而言，石墨烯陽極能產生的功率就比普通碳布陽極多40倍以上。這是由於石墨烯優異的導電率允許細菌分解有機物產生的電子非常迅速地傳遞到陰極。
近1μW的功率
此研究首次證明唾液（或其他高濃度有機燃料）可用於驅動生物電子學設備。通過產生近1微瓦的功率，該微米級MFC已經足夠運行像腦電癲癇檢測係統這類超低功耗的實驗室芯片集成器。
該MFC的另外一個拓展應用是作為排卵檢測器。由於雌激素水平高峰的作用，在排卵前約5天內唾液的電導率會急劇下降。新型的MFC可(ke)以(yi)測(ce)量(liang)唾(tuo)液(ye)電(dian)導(dao)率(lv)的(de)變(bian)化(hua)以(yi)確(que)定(ding)人(ren)體(ti)的(de)最(zui)易(yi)受(shou)孕(yun)時(shi)間(jian)。在(zai)未(wei)來(lai)，由(you)電(dian)池(chi)產(chan)生(sheng)的(de)電(dian)能(neng)或(huo)許(xu)也(ye)可(ke)以(yi)將(jiang)檢(jian)測(ce)數(shu)據(ju)發(fa)送(song)到(dao)智(zhi)能(neng)手(shou)機(ji)，從(cong)而(er)一(yi)種(zhong)以(yi)非(fei)侵(qin)入(ru)性(xing)和(he)易(yi)於(yu)使(shi)用(yong)的(de)方(fang)法(fa)來(lai)幫(bang)助(zhu)人(ren)們(men)更(geng)好(hao)安(an)排(pai)生(sheng)育(yu)計(ji)劃(hua)。
據了解，研究人員目前正在著手研究能夠產生毫瓦級功率的MFC，其中一種可能的途徑是開發更為高效的空氣陰極。
2026-04-11 19:01:06
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