皮膚に密着して装着し、汗に含まれる化合物を変換することで電気エネルギーを生成できる、ユニークで柔軟かつ伸縮性のある新しいデバイスが、最近、グルノーブル・アルプ大学およびサンディエゴ大学（米国）のCNRS研究者らによって開発され、特許を取得しました。このセルはすでにLEDを連続点灯させる能力を持っており、自律的で環境に優しいバイオデバイスによって駆動されるウェアラブルエレクトロニクスの開発に新たな道を開いています。 この研究成果は、2019年9月25日に『Advanced Functional Materials』誌に掲載された。

本研究では、電極材料として多層カーボンナノチューブからなるバッキーペーパー（BP）を用いた、伸縮性・柔軟性を備えた_{乳酸／O₂バイオ燃料電池}（BFC）を実証した。ピレン・ポリノルボルネンホモポリマーで機能化された自立型BPを、陽極側の乳酸オキシダーゼ（LOx）および陰極側のビリルビンオキシダーゼの固定化マトリックスとして作製した。 このバイオ燃料電池は、0.74 Vの開回路電圧と520 µW^{cm−2という}高い電力密度を発揮する。機能化されたBP電極は、「アイランド・ブリッジ」構成の伸縮性スクリーン印刷集電体に組み込まれており、これによりウェアラブルBFCと人体との間に密着した接触が確保され、伸張条件下でもBFCに優れた性能安定性がもたらされる。 被験者の腕に装着した場合、このBFCは最大450 µWの電力を発生させることができる。電圧ブースターに接続すると、この体装着型BFCは、運動中においてもパルス放電モードおよび連続放電モードの両方で発光ダイオードに電力を供給することが可能である。これは、次世代のウェアラブル電子機器向けの自立型電源として、フレキシブルなBPベースのBFCが有望な可能性を秘めていることを示している。

続きはこちら @ phys.org

論文全文 @ 『Advanced Functional Materials』

写真：CNRS