植入式醫療設備新電源，「自供電」葡萄糖燃料電池

植入式醫療設備更換電池麻煩，還要透過手術將設備取出，增加使用者感染風險，不過現在美國與德國科學家研發的微型生物燃料電池，可以透過人體內的「燃料」自供電，讓醫療設備長時間運行。

心律器等醫療植入物運行時間長達幾十年，由於不能用電線幫設備供電或是充電，就相當考驗電池的供電量，只是在理想情況下，我們或許可以將植入性醫療設備配備可自行發電的電池，利用人體內的血糖、汗水或是體液來發電？

過去以有許多相關的生物燃料電池，包括已經開發幾十年的葡萄糖燃料電池，可以將血糖的化學能轉化為電能，現在麻省理工和慕尼黑工業大學團隊汲取過去的經驗，改良過去電池設計研發出新電池。

新型燃料電池的結構與現有燃料電池的結構大致相同，由陰陽兩極跟電解質組成。陽極會與人體中葡萄糖反應產生葡萄糖酸，過程會釋放出兩個質子和兩個電子，隨後電解質帶走質子，並與空氣混合轉變成無害的水分子，電子則會被收集到電路中，為植入式醫療設備供電。

過去的葡萄糖燃料電池電解質主要由聚合物製成的，但在該研究中，研究人員使用新材料，以二氧化鈰製造出堅固、穩定的陶瓷，電極則是採用跟氫燃料電池一樣的鉑，前者能有效傳遞質子，鉑則跟葡萄糖有強烈反應。

最終製造出的電池小、卻有不錯的發電表現，尺寸約 300 微米寬、400 奈米厚。為了測試發電狀況，研究人員在矽晶片上製造 150 個燃料電池，再用葡萄糖溶液加以測試，最中峰值電壓約為 80 毫伏，相當於每平方公分 43 微瓦。

團隊表示，這是至今為止功率密度最高的葡萄糖燃料電池，足以為植入式設備供電。除了高產量外，陶瓷材料還有助於延長使用壽命並在植入前承受高溫消毒，研究人員認為，這些燃料電池還可以製成薄膜塗層，包裹在設備周圍為它們供電。

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（首圖來源：麻省理工）