葡萄糖生物燃料电池

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同义词 糖生物电池一般指葡萄糖生物燃料电池
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葡萄糖生物燃料电池依赖于人体酶进行化学反应产生电流,例如:葡萄糖和氧气结合在一起(这两种物质都存在于实验老鼠体内),这种被称为“氧化还原调解剂”的混合物质就像是电线,持续向人造器官供电。科学家们正在研制类似的多样化装置以环保方式产生电流,未来可应用于解决人造器官的供电问题。
中文名
葡萄糖生物燃料电池
研发国家
法国
性    质
可植入的葡萄糖生物燃料电池
化学问题
不可能在高温下工作

葡萄糖生物燃料电池简介

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葡萄糖生物燃料电池是由格勒诺布尔(Grenoble)约瑟夫·傅立叶大学的研究小组发明的第一块可为人体人造器官提供电能的电池,他们通过向小白鼠体内植入葡萄糖生物燃料电池,证明了葡萄样生物燃料电池在体内可通过酶的氧化为人类体内的人造器官提供电流,实现了葡萄糖为可植入医疗设备提供电能的设想。 葡萄糖生物燃料电池依赖于人体进行化学反应产生电流,例如:葡萄糖和氧气结合在一起(这两种物质都存在于实验老鼠体内),这种被称为“氧化还原调解剂”的混合物质就像是电线,持续向人造器官供电。科学家们正在研制类似的多样化装置以环保方式产生电流。

葡萄糖生物燃料电池主要结构

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这种葡萄糖生物燃料电池的组成非常特别,它由装载着葡萄糖氧化酶和多酚氧化酶的混合石墨盘组成,研究人员为了让生物燃料电池在产生电流的同时避免酶和氧化还原调解剂的渗漏,用透析袋对它进行包裹。 研究人员表将这块葡萄糖生物燃料电池植入了两只小白鼠的腹内,小白鼠体内的酶将葡萄糖氧化,最终产生了持续的电流。试验中这块葡萄糖生物燃料电池可以释放出6.5微瓦特的电量,其中一个小白鼠的尿液在持续三个月的检查中都发现了葡萄糖,这就意味着葡萄糖生物燃料电池供电量持续时间比较长。

葡萄糖生物燃料电池医疗应用

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1毫升体积的该电极相当于可产生24.4微瓦电流,这比10微瓦起膊器电流高出许多。同时,新型电池系统
葡萄糖燃料电池 葡萄糖燃料电池
在体积上更具优势,起搏器体积通常为10-25毫升。 基于在老鼠实验体的成功测试,目前外科手术中已采用了这种设计原型进行人体植入手术,桑刚称,至今尚未发现这种电池不适合应用于人体的任何原因。他希望未来5-10年能够推广使用。
第一个将燃料电池植入人体可适用于人造泌尿括约肌,该人造器官要求200微瓦电流。当前每年大约有10000万尿失禁患者饱尝前列腺移除后的痛苦,他们惟一的解决方法就是将一个沉重的泵植入患者阴囊,使患者小便时产生压力作用。未来更深入的研究目标可将燃料电池应用于人造肾,该人造器官需要20微瓦电流,人造心脏也是研究目标之一,但该器官需要至少几瓦电流。

葡萄糖生物燃料电池存在的问题

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目前所存在的问题是是否该装置能够带来最强大的有效性,这种燃料电池在使用过程中仍有局限性。问题在于该装置产生的细胞外液体所产生的氧气等级比正常葡萄糖低1000倍,我并不认为它能够完全供给氧气。 但在在一项未公开的研究实验中,桑刚和研究同事有效地提高酶和氧化还原调解剂性能50%,由葡萄糖生物燃料电池充电的人造心脏仍是未来长期的研究目标。[1] 

葡萄糖生物燃料电池有关化学问题

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1.:由于是微生物燃料电池,则不可能在高温下工作。
2.放电过程中,H从负极区向正极区迁移,结合O形成H2O 。
3.电池的负极反应为:葡萄糖 = 葡糖酸 + e-
4.消耗1mol氧气则转移4mole,转移4mole则生成1molCO2 ,即22.4L。
参考资料
词条标签:
科技 电器 理学 学科 医学人物 化学