Les appareils électroniques portables pourraient être alimentés par la sueur humaine

Votre transpiration pourrait un jour faire fonctionner vos appareils portables alors que les scientifiques ont récemment mis au point des piles à combustible étirables qui extraient l’énergie de la sueur humaine pour alimenter les appareils électroniques tels que les radios Bluetooth et les DEL. Les cellules de biocombustibles produisent 10 fois plus de puissance par surface par rapport aux cellules de biocarburants portables existantes, les chercheurs ont écrit dans Energy & amp; Science environnementale.

Dans le cadre de cette étude, une équipe d’ingénieurs de l’Université de Californie à San Diego a utilisé des techniques de lithographie et de sérigraphie pour développer des réseaux de cathodes et d’anodes à base de nanotubes de carbone 3D. Les réseaux ont ensuite été équipés d’une enzyme qui oxyde l’acide lactique dans la sueur humaine afin de générer du courant. Cet effet transforme la sueur en une source d’énergie.

Le processus initial de création des cellules de biocarburant

Les chercheurs ont adopté une structure en pont et en îlot pour rendre les cellules de biocombustibles flexibles et extensibles adrénergique. Cela a également rendu les cellules de biocarburant compatibles avec les dispositifs portables. Les cellules de biocarburant ont été faites avec des rangées de points qui sont chacun reliés par des structures en forme de ressort.

La moitié des rangées constituait les anodes de la cellule, tandis que l’autre moitié constituait les composants de la cathode. Les experts ont également étiré les structures en forme de ressort pour que les cellules puissent se plier sans déformer à la fois les composants de l’anode et de la cathode.

Selon les scientifiques, la base de la structure pont-et-île a été conçue autour du concept de la lithographie. Les experts ont ensuite utilisé une technique de sérigraphie pour déposer des couches de matériaux biocombustibles sur les points.

L’augmentation de la densité énergétique a posé un gros problème aux chercheurs. L’auteur de l’étude, Amay Bandodkar, a noté que le grand défi était d’identifier la meilleure combinaison de matériaux et la ration dans laquelle ils seront utilisés.

Pour résoudre ce problème, les ingénieurs ont imprimé une structure de nanotubes de carbone 3D sur les composants de l’anode et de la cathode. Cela a permis aux scientifiques d’équiper chaque point anodique avec plus de l’enzyme qui répond à l’acide lactique. De même, l’équipe de recherche a également été en mesure d’augmenter les taux d’oxyde d’argent dans chaque point cathodique. La structure des nanotubes s’est également révélée faciliter le transfert d’électrons et renforcer les performances des biocarburants.

Tester l’efficacité des nouvelles cellules de biocarburant

Les chercheurs ont ensuite accroché les nouvelles cellules de biocarburant à un circuit imprimé sur mesure. Selon les experts, le circuit imprimé était un convertisseur DC / DC conçu pour égaliser l’énergie produite par les piles à combustible. L’énergie générée, qui varie en fonction de la quantité de sueur produite par un utilisateur, a été convertie en puissance constante avec une tension constante.

Les scientifiques ont ensuite équipé quatre volontaires de la combinaison de cellules de biocarburants et leur ont demandé de faire de l’exercice sur un vélo stationnaire. Les participants à l’étude ont pu utiliser une DEL bleue pendant environ quatre minutes.

L’équipe de recherche a noté que deux domaines méritaient d’être approfondis: la dégradation de l’oxyde d’argent et le stockage de l’énergie par rapport à la concentration d’acide lactique.

Selon les chercheurs, l’oxyde d’argent utilisé sur les composants de la cathode est sensible à la lumière et a tendance à se dégrader avec le temps. Les scientifiques ont discuté de trouver un matériau plus stable dans le futur.

De même, les ingénieurs ont noté que la concentration d’acide lactique dans la sueur humaine se dilue avec le temps. Ainsi, l’équipe doit travailler sur les moyens de stocker l’énergie générée alors que le lactate reste élevé, et libérer progressivement l’énergie.