在本研究中,我们组装了一个非酶葡萄糖燃料电池,在中性溶液中,在适当的温度下显示出较高的能量密度。采用多元醇氧化葡萄糖的方法,制备了修饰铂和钯 (PtPd/G)的阳极材料石墨烯片。采用微波法制备了负极材料氮掺杂氧化石墨烯纳米带(NGONR),并在中性脑脊液(CSF)中表现出良好的氧还原能力。电池组装后的测试结果表明,葡萄糖燃料电池的性能受氧浓度、葡萄糖浓度和操作温度的影响较大。与酶葡萄糖燃料电池相比,非酶式葡萄糖燃料电池不仅可以在室温或人体温度下产电,还可以在5-80 ℃的温度范围内发电,电池功率密度随着工作温度的升高而增大。在80 ℃氧气冲洗条件下,组装好的燃料电池可以产生最大功率密度24.9μW /cm
2在10mm中性的CSF和8mm葡萄糖溶液中。
Figure 1. 组装葡萄糖燃料电池和电化学测量的示意图
Figure 2. (a) PtPd/G的透射电镜图像,插图:PtPd纳米晶的尺寸分布直方图。(b) PtPd/G的SEM图像和EDX分析。
Figure 3. (a) NGONRs的TEM图像。(b) NGONR的高角环状暗场(HAADF)和 (c)碳、(d)氮、(e)氧 的相应元素映射。
Figure 4. (a) NGONR的低分辨率XPS谱。(b) NGONR的 n1s XPS
本研究于2019年由国立台湾大学的Chia-Liang Sun和Ying-Chih Liao课题组发表于JOURNAL OF THE TAIWAN INSTITUTE OF CHEMICAL ENGINEERS(2019,95,48-54)
原文:High performance non-enzymatic graphene-based glucose fuel cell operated under moderate temperatures and a neutral solution