從汗水獲得源源不絕的電力，日本新紙質生物燃料電池還可印刷
作者 Daisy Chuang | 發布日期 2021 年 04 月 29 日
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汗水中的成分中，有 99% 是水，剩下的 1% 為乳酸、尿素與鹽分，日本科學家便看中那一定含量的化學乳酸，研發出以汗水發電的生物燃料電池，能在短時間內驅動生物感測器與無線通訊設備，有機會應用在穿戴式裝置上。
科技日新月異，新一代的穿戴式生物感測器可以測量特定生理訊號、生物活動，再無線傳至手機或電腦，可幫助用戶追蹤個人健康趨勢，甚至是獲得更深入的資料分析結果。不過縱使過去科學家已經研發出各種可撓、微小的電極，但還有電池這一關。
無線設備意味著電力來源需要依靠電池，傳統用於手表、微型電腦的鈕扣電池往往厚重，太薄的電池又可能存有容量不足或是安全疑慮，那該怎麼辦呢？
因此現在科學家瞄準自發電系統，像是太陽能穿戴式設備、又或是搭配生物燃料電池的裝置，日本東京理工大學新型的生物燃料電池除了外觀像紙膠帶，輕薄疏水可以貼在手臂上，更為特別的是，還可以用網板印刷（Screen printing）製造，有利於往後量產製造。
新型電池陣列的底材為疏水性較強的紙質，紙質底板可以收集汗水，以毛細做用將汗水流至上面的多顆生物燃料電池，電池再負責將汗水中的乳酸轉換成電力，最後電流流至碳膠製成的集電器。至於發電能力，則取決於有幾顆電池，東京理工大學助理教授 Isao Shitanda 表示，在該實驗中，紙質生物燃料電池可以產生 3.66 V 的電壓和 4.3 mW 的輸出功率。
為測試生物燃料電池的適用範圍，團隊也打造一顆生物感測器，不僅能用汗水中的乳酸供電、偵測乳酸濃度，還能利用低耗電藍芽設備，將測量值傳到手機中。團隊認為，汗液含有一定含量的化學乳酸，運動時與運動後乳酸含量會更高，也是種重要的生理標誌，可以即時反映鍛煉強度，這項研究對運動員與復健中的人頗有幫助。
且根據團隊說法，一滴人造汗水就可以讓驅動生物燃料電池驅動商用活度計 1.5 小時，或許可以幫智慧手表等其他設備供電。
