一种基于乳酸燃料的生物燃料电池制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于乳酸燃料的生物燃料电池，所述生物燃料电池包括一对相对设置的叉指电极，其中一个叉指电极包括PI基底、底层铜膜、金膜、阳极岛和阳极颗粒，另一个叉指电极包括PI基底、底层铜膜、金膜、阴极岛和阴极颗粒，其中底层铜膜为岛桥结构，金膜上有随机分布的空洞，阳极岛和阴极岛交错设置。本实用新型专利技术提供的基于乳酸燃料的生物燃料电池能够以人的汗液为燃料发电，效率高，可穿戴。

【技术实现步骤摘要】
一种基于乳酸燃料的生物燃料电池
本技术涉及燃料电池领域，特别涉及一种基于乳酸燃料的生物燃料电池。
技术介绍
可穿戴电子产品因其巨大的生物医学、计算、娱乐、国防和与环境相关的应用而引起了学术界和工业界的广泛兴趣。近年来，许多嵌入纺织品或直接安装在人体皮肤上的可穿戴设备的例子已经被证明。理想情况下，可穿戴电子产品应该是薄的、紧凑的、柔软的和可伸缩的，以便在不引起体感反冲的情况下实现与人体皮肤的共形整合。由于新制造技术、材料创新和纳米技术的进步，研究人员已经成功地实现了这种可穿戴设备。然而，在实际应用中，一个关键的挑战是缺乏相应的薄可穿戴能源。大多数先前的努力依赖于大容量电池的集成，这严重损害了可穿戴性，为了解决这一问题，人们一直在努力开发薄的、可伸缩的电池和超级电容器，然而这类系统的储能能力有限，需要频繁充电；另一种方法是通过近场通信(NFC)芯片组对可穿戴设备进行无线供电，然而，这种方法需要一个大的、近距离的电源，将受试者固定在一个固定的位置(尽管是无线的)，以防止行为自由的受试者使用。因此开发一种可穿戴的能量采集器十分必要。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的问题，本技术提供了一种基于乳酸燃料的生物燃料电池，能够利用人的汗液发电。本技术的具体技术方案如下：本技术提供了一种基于乳酸燃料的生物燃料电池，其特征在于，所述生物燃料电池包括相对设置的第一叉指电极和第二叉指电极，所述第一叉指电极包括PI基底、覆盖在所述PI基底上的第一底层铜膜、第一底层铜膜上的多个阳极列序列，所述第二叉指电极包括PI基底、覆盖在所述PI基底上的第二底层铜膜、第二底层铜膜上的多个阴极列序列，所述阳极列序列与所述阴极列序列交替排列，所述第一底层铜膜和所述第二底层铜膜上均覆盖金膜。进一步地，每个所述阳极列序列包括一个或多个阳极岛，相邻的阳极岛之间通过岛桥连接，每个所述阴极列序列包括一个或多个阴极岛，相邻的阴极岛之间通过岛桥连接。进一步地，所述阳极岛与所述阴极岛交错排列。进一步地，所述阳极岛上设置有附在金膜上的阳极颗粒，所述阴极岛上设置有附在金膜上的阴极颗粒。进一步地，所述第一叉指电极包括阳极行序列，所述多个阳极列序列通过所述阳极行序列连接，所述第二叉指电极包括阴极行序列，所述多个阴极列序列通过所述阴极行序列连接。进一步地，所述阳极行序列包括多个阳极岛，所述阳极行序列上的阳极岛与一个或两个所述阳极列序列上的阳极岛通过岛桥连接，所述阴极行序列包括多个阴极岛，所述阴极行序列上的阴极岛与一个或两个所述阴极列序列上的阴极岛通过岛桥连接。进一步地，所述PI基底的厚度为20μm～50μm。进一步地，所述金膜的厚度为50nm～100nm。进一步地，所述金膜上分布有一个或多个空洞，所述空洞的直径为5μm～10μm。本技术提供的技术方案带来的有益效果如下：a.可穿戴、可以人的汗液为原料发电；b.阳极和阴极密排组成，能够产生最高的功率密度；c.金膜的空洞提供更好的电子传输路径，提高生物燃料电池的效率；d.基底用柔性材料制成，便于穿戴。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本技术实施例提供的生物燃料电池的第一示意图；图2是本技术实施例提供的生物燃料电池的第二示意图；图3是本技术实施例提供的生物燃料电池的金膜的SEM图像；图4是本技术实施例提供的生物燃料电池的阴极颗粒的第一SEM图像；图5是本技术实施例提供的生物燃料电池的阴极颗粒的第二SEM图像；图6是本技术实施例提供的生物燃料电池的阳极颗粒的第一SEM图像；图7是本技术实施例提供的生物燃料电池的阳极颗粒的第二SEM图像；图8是本技术实施例提供的生物燃料电池的性能测试结果。其中，附图标记分别为：1-阳极岛、2-阴极岛、3-岛桥。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本技术保护的范围。需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。在本技术的一个实施例中，如图1-图8所示，提供了一种基于乳酸燃料的生物燃料电池，其特征在于，所述生物燃料电池包括相对设置的第一叉指电极和第二叉指电极，所述第一叉指电极包括PI基底、覆盖在所述PI基底上的第一底层铜膜、第一底层铜膜上的多个阳极列序列，所述第二叉指电极包括PI基底、覆盖在所述PI基底上的第二底层铜膜、第二底层铜膜上的多个阴极列序列，所述阳极列序列与所述阴极列序列交替排列，所述第一底层铜膜和所述第二底层铜膜上均覆盖金膜。所述的叉指电极为岛桥结构布置。在本技术的一个实施例中，每个所述阳极列序列包括一个或多个阳极岛1，相邻的阳极岛1之间通过岛桥3连接，每个所述阴极列序列包括一个或多个阴极岛2，相邻的阴极岛2之间通过岛桥3连接。在本技术的一个实施例中，所述阳极岛1与所述阴极岛2交错排列，形成类似于二维密置的排布，每个阳极岛1为另两个阳极岛1和四个阴极岛2组成的六边形所包围，每个阴极岛2为另两个阴极岛2和四个阳极岛1组成的六边形所包围，所述的六边形优选为正六边形。在本技术的一个实施例中，所述阳极岛1上设置有附在金膜上的阳极颗粒，所述阴极岛2上设置有附在金膜上的阴极颗粒。所述的阳极颗粒如图4、图5所示，所述的阴极颗粒如图6、图7所示。在本技术的一个实施例中，所述第一叉指电极包括阳极行序列，所述多个阳极列序列通过所述阳极行序列连接，所述第二叉指电极包括阴极行序列，所述多个阴极列序列通过所述阴极行序列连接。在本技术的一个实施例中，所述阳极行序列包括多个阳极岛1，所述阳极行序列上的阳极岛1与一个或两个所述阳极列序列上的阳极岛1通过岛桥3连接，所述阴极行序列包括多个阴极岛2，所述阴极行序列上的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于乳酸燃料的生物燃料电池，其特征在于，所述生物燃料电池包括相对设置的第一叉指电极和第二叉指电极，所述第一叉指电极包括PI基底、覆盖在所述PI基底上的第一底层铜膜、第一底层铜膜上的多个阳极列序列，所述第二叉指电极包括PI基底、覆盖在所述PI基底上的第二底层铜膜、第二底层铜膜上的多个阴极列序列，所述阳极列序列与所述阴极列序列交替排列，所述第一底层铜膜和所述第二底层铜膜上均覆盖金膜。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于乳酸燃料的生物燃料电池，其特征在于，所述生物燃料电池包括相对设置的第一叉指电极和第二叉指电极，所述第一叉指电极包括PI基底、覆盖在所述PI基底上的第一底层铜膜、第一底层铜膜上的多个阳极列序列，所述第二叉指电极包括PI基底、覆盖在所述PI基底上的第二底层铜膜、第二底层铜膜上的多个阴极列序列，所述阳极列序列与所述阴极列序列交替排列，所述第一底层铜膜和所述第二底层铜膜上均覆盖金膜。


2.如权利要求1所述的生物燃料电池，其特征在于，每个所述阳极列序列包括一个或多个阳极岛(1)，相邻的阳极岛(1)之间通过岛桥(3)连接，每个所述阴极列序列包括一个或多个阴极岛(2)，相邻的阴极岛(2)之间通过岛桥(3)连接。


3.如权利要求2所述的生物燃料电池，其特征在于，所述阳极岛(1)与所述阴极岛(2)交错排列。


4.如权利要求2所述的生物燃料电池，其特征在于，所述阳极岛(1)上设置有附在金膜上的阳极颗粒，所述阴极岛(2)上设置有附在金膜上的阴极...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘宏，章于道，徐岭，成伟，葛芳萍，
申请(专利权)人：江阴市赛贝克半导体科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32