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柔中带钢:复旦教授造出用盐水驱动的生物相容柔性电池
2017年08月28日 作者: 暂无评论 61+ 0

Biocompatible flexible battery

中国研究人员持续进行各种新型的电池研究,并进一步推动穿戴式设计和微功率的生物兼容技术进展…

柔性的能量储存设备引起了广泛的关注,但大多数报导都指出柔性电池和超级电容器使用具有强酸、强碱或有毒的易燃有机溶液作为电解质,这对于人们在穿戴或植入各种设备时构成潜在的安全问题。

中国复旦大学(Fudan University)的研究人员开发出一种超薄的柔性组件,可用于代替锂离子电池,作为穿戴式和植入式设备的潜在供电来源。这种可植入人体的柔性电池能运作于生物兼容的液体中,例如静脉注射(IV)生理盐水溶液和以及含有氨基酸、糖和维生素的细胞培养基等水电解质。

研究人员在最近一期的《chem》期刊上发表其研究报告——“具有高安全性的多功能柔性含水钠离子电池”(Multi-functional Flexible Aqueous Sodium-Ion Batteries with High Safety)。研究人员指出,这种电池的柔软性以及小尺寸,使其更适合植入式设备,甚至适合用于人脑中。Biocompatible flexible battery复旦大学化学系教授王永刚说:“目前用于医学植入物的锂子离电池通常都是刚性形状的。此外,大多数的柔性电池研究都是以易燃的有机或具腐蚀性的电解质为基础,这些都存在安全隐患,而且用于穿戴式设备的生物兼容性差,更不用说植入式设备了。”

研究人员使用各种含钠离子(Na+)的含水电解质,包括硫酸钠(Na2SO4)溶液、生理盐水和细胞培养基,开发出一系列安全的柔性带状和纤维状的水溶性钠离子电池(SIB)。这两种柔性电池版本,一种形状像皮带,由电极薄膜覆盖在钢网上,另一种则像是线圈电缆——编织的碳纳米管纤维骨架中嵌入纳米颗粒电极材料。Biocompatible flexible battery        根据研究人员进行测试后显示,这两种电池在功率输出与充电方面的表现都优于穿戴式设备中用的大多数现有锂离子电池。

研究人员进一步解释,采用生理盐水或细胞培养基作为电解质所打造的柔性钠离子电池极其柔软,并表现出优越的电化学性能,能够安全地应用于穿戴式电子产品或植入式电子组件中。此外,在生理盐水或细胞培养液中的纤维状电极可消耗O2并改变pH值,这意味着可望成为生物和医学研究的潜在应用。Biocompatible flexible battery

原文链接:http://www.eeboard.com/news/biocompatible-flexible-battery/

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