本实用新型专利技术提供了一种多孔金电极、微型燃料电池及植入式医疗装置，该多孔金电极包括：泡沫金属骨架，例如泡沫镍，泡沫金属骨架的平均孔径为100μm‑300μm；多孔金层，多孔金层连接在泡沫金属骨架的表面，多孔金层包括多个相互连接的韧带和形成在韧带之间的孔隙，韧带平均尺寸为50nm‑100nm，孔隙的平均孔径为30nm‑90nm。该多孔金电极单位面积的活性位点密度高，活性面积大，有利于电子的传输，微型燃料电池中催化糖类氧化效果更高，可提供更长寿命运行的植入式医疗装置。
Porous gold electrode, micro fuel cell and implantable medical device
【技术实现步骤摘要】
多孔金电极、微型燃料电池及植入式医疗装置
本技术涉及微型高性能电极、微型燃料电池
，尤其是涉及多孔金电极、微型燃料电池及植入式医疗装置。
技术介绍
随着智慧医疗技术的发展，植入式医疗装置得到了广泛应用，为了保证植入式医疗装置的供电，如可以驱动微型血糖浓度检测仪的微型电池，给心脏病患者的心脏起搏器供电的微型电池等，以及为实现人工智能和智慧医疗中自动检测和自动控制的传感器，同样需要微型电池。传感器(英文名称：transducer/sensor)是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。传感器的存在和发展，让物体有了触觉、味觉和嗅觉等感官，让物体慢慢变得活了起来。目前的传感器、植入式医疗装置大多使用能量密度较高的锂离子电池，但是它的能量密度无法满足传感器的长时间运行。原材料锂离子很难获取并补充，必须定期充电。因此，在人工智能和智慧医疗的发展过程中，迫切需要一种配套的便携性能源供给电池，可以配合便携式传感器、植入式医疗装置等日常使用，微型燃料电池是一种更优越的选择。燃料电池是一种将化学能直接转化为电能的设备，现在正成为重要的用于能源供应的便携式能源设备。不同于普通电池，燃料电池需要持续性的物质输入，阳极输入燃料物质作为还原剂，阴极输入氧化剂。燃料电池经常采用空气中的氧气作为氧化剂，所以许多研究者一直致力于增强电化学氧还原的性能来提高燃料电池的能量密度。现有技术中的燃料电池的能量密度还需提高。<br>
技术实现思路
为解决前述技术问题，本技术提供了多孔金电极、微型燃料电池及植入式医疗装置。具体地，其技术方案如下：一种多孔金电极，包括：泡沫金属骨架，所述泡沫金属骨架的平均孔径为100μm-300μm；多孔金层，所述多孔金层连接在所述泡沫金属骨架的表面，所述多孔金层包括多个相互连接的韧带和形成在所述韧带之间的孔隙，所述韧带平均尺寸为50nm-100nm，所述孔隙的平均孔径为30nm-90nm。在一个具体的实施例中，所述多孔金层和所述泡沫金属骨架之间具有由二者相互融合形成的复合层。在一个具体的实施例中，所述多孔金层中所述韧带和所述孔隙之间的孔隙率为40％-80％。一种微型燃料电池，包括电池本体和多孔金电极，所述多孔金电极包括：泡沫金属骨架，所述泡沫金属骨架的平均孔径为100μm-300μm；多孔金层，所述多孔金层连接在所述泡沫金属骨架的表面，所述多孔金层包括多个相互连接的韧带和形成在所述韧带之间的孔隙，所述韧带平均尺寸为50nm-100nm，所述孔隙的平均孔径为30nm-90nm。在一个具体的实施例中，所述多孔金层和所述泡沫金属骨架之间具有由二者相互融合形成的复合层。在一个具体的实施例中，所述多孔金层中所述韧带和所述孔隙之间的孔隙率为40％-80％。一种植入式医疗装置，包括前述任一实施例所述的微型燃料电池。本技术至少具有以下有益效果：本技术中，泡沫金属骨架本身具有内部连通的微米级孔，比表面积很大，多孔金层在泡沫金属骨架上又被分散开，具体地，多孔金层包括多个相互连接的韧带和形成在韧带之间的孔隙，韧带平均尺寸为50nm-100nm，孔隙的平均孔径为30nm-90nm。由此，显著增增大了金电极的活性面积，多孔金层的空隙不但自身相互连通，而且连通泡沫金属骨架的空隙，即形成了双连通纳米孔，与现有技术相比，更加有利于离子、电子的传输，最终显著增强了多孔金电极的导电特性。对于应用该多孔金电极的微型燃料电池，由于多孔金层负载于泡沫金属骨架上面，使电极比表面积得到极大地提高，活性位点暴露更多，单位面积的活性位点密度提高，使得金晶体表面的悬挂键增多，最终使得电极催化葡萄糖氧化效果大大增强，显著提升了微型燃料电池的能量密度。而且，泡沫镍骨架能够用较少的材料提供足够的结构强度，使多孔金电极形成一个结构稳定的三维立体结构。附图说明图1是多孔金电极的电极结构示意图；图2是多孔金电极的界面层结构模拟图图3是NPG/Nifoam电极能谱及其面扫图；图4是NPG/Nifoam在0mM和10mM葡萄糖+1MKOH溶液中的循环伏安图；图5(a)是NGP/Pt-Pb电极在0mM和10mM葡萄糖+0.1MKOH溶液中的循环伏安图；图5(b)是Pt-Pb电极在0mM和10mM葡萄糖+0.1MKOH溶液中的循环伏安图。具体实施方式为了更好地理解本技术，下面结合实施例进一步阐明本技术的内容，但本技术的内容不仅仅局限于下面的实施例。实施例1：具体地，本实施方式提供了一种多孔金电极，该多孔金电极包括：泡沫金属骨架10，例如泡沫镍，泡沫金属骨架10的平均孔径为100μm-300μm；多孔金层20，多孔金层20连接在泡沫金属骨架10的表面，多孔金层20包括多个相互连接的韧带201和形成在韧带201之间的孔隙202，韧带201平均尺寸为50nm-100nm，孔隙202的平均孔径为30nm-90nm。优选地，多孔金层20和泡沫金属骨架10之间具有由二者相互融合形成的复合层30。优选地，多孔金层20中韧带201和孔隙202之间的孔隙202率为40％-80％。本实施例中，泡沫金属骨架10本身具有内部连通的微米级孔，比表面积很大，多孔金层20在泡沫金属骨架10上又被分散开，具体地，多孔金层20包括多个相互连接的韧带201和形成在韧带201之间的孔隙202，韧带201平均尺寸为50nm-100nm，孔隙202的平均孔径为30nm-90nm。由此，显著增增大了金电极的活性面积，多孔金层20的空隙不但自身相互连通，而且连通泡沫金属骨架10的空隙，即形成了双连通纳米孔，与现有技术相比，更加有利于离子、电子的传输，最终显著增强了多孔金电极的导电特性。而且，泡沫镍骨架能够用较少的材料提供足够的结构强度，使多孔金电极形成一个结构稳定的三维立体结构。实施例2：一种微型燃料电池，包括电池本体和多孔金电极，多孔金电极包括：泡沫金属骨架，泡沫金属骨架的平均孔径为100μm-300μm；多孔金层，多孔金层连接在泡沫金属骨架的表面，多孔金层包括多个相互连接的韧带和形成在韧带之间的孔隙，韧带平均尺寸为50nm-100nm，孔隙的平均孔径为30nm-90nm。优选地，多孔金层和泡沫金属骨架之间具有由二者相互融合形成的复合层。优选地，多孔金层中韧带和孔隙之间的孔隙率为40％-80％。对于本实施例中的微型燃料电池，由于多孔金层负载于泡沫金属骨架上面，使电极比表面积得到极大地提高，活性位点暴露更多，单位面积的活性位点密度提高，使得金晶体表面的悬挂键增多，最终使得电极催化葡萄糖氧化效果大大增强，显著提升了微型燃料电池的能量密度。实本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种多孔金电极，其特征在于，包括：/n泡沫金属骨架，所述泡沫金属骨架的平均孔径为100μm-300μm；/n多孔金层，所述多孔金层连接在所述泡沫金属骨架的表面，所述多孔金层包括多个相互连接的韧带和形成在所述韧带之间的孔隙，所述韧带平均尺寸为50nm-100nm，所述孔隙的平均孔径为30nm-90nm。/n
【技术特征摘要】
1.一种多孔金电极，其特征在于，包括：
泡沫金属骨架，所述泡沫金属骨架的平均孔径为100μm-300μm；
多孔金层，所述多孔金层连接在所述泡沫金属骨架的表面，所述多孔金层包括多个相互连接的韧带和形成在所述韧带之间的孔隙，所述韧带平均尺寸为50nm-100nm，所述孔隙的平均孔径为30nm-90nm。
2.根据权利要求1所述的多孔金电极，其特征在于，所述多孔金层和所述泡沫金属骨架之间具有由二者相互融合形成的复合层。
3.根据权利要求1或2所述的多孔金电极，其特征在于，所述多孔金层中所述韧带和所述孔隙之间的孔隙率为40％-80％。
4.一种微型燃料电池，其特征在于，包括电池本体和多孔金电极，所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：奚亚男，胡淑锦，崔皓博，
申请(专利权)人：广州钰芯传感科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44
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