Ученые разрабатывают биотопливные элементы, которые приводят в действие носимую электронику исключительно за счет человеческого пота. Исследование публикует Journal of Power Sources.

За последние несколько десятилетий миниатюризация электронных устройств достигла огромных успехов. Сегодня, после смартфонов и множества вариантов беспроводной связи, есть особый тип устройств, разработка которых неуклонно продвигается вперед. Речь идет о носимых биосенсорах. Эти крошечные устройства обычно предназначены для ношения непосредственно на коже для измерения конкретных биосигналов. Данные с них отправляются результаты по беспроводной сети на смартфоны или компьютеры для отслеживания состояния здоровья пользователя.

Проблема в том, что такие устройства необходимо постоянно заряжать и найти подходящий источник питания для носимых биосенсоров сложно. Традиционные батарейки, которые используются в наручных часах и карманных калькуляторах, слишком толстые и громоздкие. Более тонкие батарейки создают проблемы с емкостью и даже с безопасностью. Но что, если бы человек сам были источниками питания носимых устройств?

Группа ученых под руководством доцента Исао Шитанда из Токийского университета науки, Япония, изучает эффективные способы использования пота в качестве единственного источника энергии для носимой электроники. В своем последнем исследовании, опубликованном в Journal of Power Sources, они представили новую конструкцию массива биотопливных ячеек. В ней используется химическая составляющая пота — лактат — для выработки энергии, достаточной для работы биосенсора и устройств беспроводной связи в течение короткого времени.

Новый массив биотопливных элементов выглядит как бумажная повязка, которую можно носить, например, на руке или предплечье. По сути, он состоит из водоотталкивающей бумажной основы, на которой последовательно и параллельно выложено несколько биотопливных элементов. Количество ячеек зависит от выходного напряжения и требуемой мощности. В каждой из них электрохимические реакции между лактатом и ферментом, присутствующим в электродах, производят электрический ток. Он, в свою очередь, движется к общему токоприемнику, сделанному из проводящей углеродной пасты.

Это не первый биотопливный элемент на основе лактата, но некоторые ключевые отличия выделяют новую конструкцию среди существующих биотопливных элементов. В частности устройство изготавливается с помощью трафаретной печати. Этот метод подходит для рентабельного массового производства.

Исследование проводилось в сотрудничестве с доктором Сейя Цуджимура из Университета Цукуба, доктором Цутому Микава из RIKEN и доктором Хироюки Мацуи из Университета Ямагата, все в Японии.