Nano Letters：一种基于纺织电极和聚合物水凝胶电解质的柔性可伸缩高性能酶生物燃料电池

生物燃料电池（BFCs）具有良好的生物相容性，有望成为柔性、可穿戴生物电子产品的动力源。

近日，同济大学Tao Chen报道了提出了一种由石墨烯/碳纳米管（G/CNTs）复合纺织电极和聚合物水凝胶电解质构成的高度柔性和可伸缩的BFC。

文章要点

1）研究人员利用化学气相沉积(CVD)两步法合成了G/CNTs复合纺织品。扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)图像显示，在纺织品中的Ni纤维上生长了起皱的层状石墨烯。采用第二次CVD工艺，以石墨烯为原料，在Fe/Al₂O₃涂层催化层上生长出定向碳纳米管阵列。

2）研究发现，由石墨烯共价生长的碳纳米管阵列不仅可以作为固定化酶分子的导电基底，而且可以在酶和石墨烯电极之间提供有效的电荷传输通道。

3）结果表明，所研制的生物燃料电池的开路电压为0.65 V，输出功率密度为64.2 Wcm⁻²，远高于以往报道的结果。此外，得益于电极独特的织构结构和聚合物水凝胶电解质，生物燃料电池在400次弯曲循环后表现出很高的功率密度保持率，甚至拉伸到60%的高应变。

这种具有高度柔性和可伸缩性、高电化学性能的BFCs有望用于未来植入式生物电子学的能源系统。

参考文献

Zilin Chen, et al, Flexible and Stretchable Enzymatic Biofuel Cell with High Performance Enabled by Textile Electrodes and Polymer Hydrogel Electrolyte, Nano Lett., 2021

DOI: 10.1021/acs.nanolett.1c03621

https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.1c03621