使用可穿戴微生物燃料電池為電子面板供電
【導讀】：
主能源系統是可持續為電子面板供電的關鍵。潛在的自主能源包括陽光、人體運動、汗水和體溫，其中人體汗液中的生物燃料是最自然和可用的候選者。從這個角度來看，我們透過使用人體汗液中的生物燃料，討論了可穿戴微生物燃料電池作為電子面板自主電源供應商的前景。與可穿戴酶生物燃料電池相比，可穿戴微生物燃料電池具有易於獲取、低成本和卓越的可持續性。
人類面板可以被視為開發人工觸覺系統的效能基準。電子面板 (e-skin) 開發的重要考慮因素是其製造中使用的材料的選擇以及將人類面板的機械效能（低模量、可拉伸性和柔韌性）賦予其人造對應物的能力。
與其他電子裝置一樣，電子面板也需要供電。現有的電子面板平臺主要由（大容量）電池、太陽能電池、超級電容器甚至汗水。
最近在ACS Applied Materials & Interfaces上發表的一篇論文（“用於可持續自供電電子面板的可穿戴微生物燃料電池”）評估了可穿戴微生物燃料電池 (MFC) 作為電子面板自主電源的前景。
與傳統的 MFC 不同，這些可穿戴式 MFC 旨在利用汗液中存在的生物分子作為燃料為電子皮膚髮電。與傳統 MFC 中使用的外源性燃料（乙酸鹽、甲烷等）相比，汗液中的內源性物質（例如葡萄糖和乳酸）始終可以從人體中獲取，而不受天氣、季節和人的狀態的影響。
同時利用面板棲息的（如表皮葡萄球菌）和天然的（如希瓦氏菌）產電菌，可以獲得特定的微生物富集，將人體汗液中的乳酸、葡萄糖、尿素和氨一起氧化在 MFC 執行過程中分別轉化為二氧化碳和亞硝酸鹽。
由於可穿戴微生物燃料電池 (MFC) 的發展仍處於起步階段，作者討論了可穿戴 MFC 的能源可行性，即從人體汗液中收集的燃料量與電子面板的能源消耗之間的關係。他們還解決了可穿戴 MFC 可以提供的功率和電子面板的功耗問題。
研究人員還強調了提高可穿戴 MFC 效率的策略以及這項新技術的健康考慮。最後，他們提供了提高可穿戴 MFC 可靠性以供未來實際使用的想法。
面板貼片 MFC 的示意圖和建議的裝置配置。
研究人員提出了兩種型別的可穿戴 MFC 配置：超薄貼片 MFC 和紡織 MFC。帶有夾層電極元件的貼片 MFC 可以直接貼在面板上，並且可以輕鬆獲取汗液生物燃料。其扁平結構允許結合用於汗液收集的微流體模組並將多餘的汗液保持在定義的儲液器中。
他們估計，透過可穿戴 MFC 由汗液生物燃料產生的每日總電能估計約為 130 J。鑑於可穿戴 MFC 保持無間斷執行。
作者指出，MFC 的功率輸出通常不穩定，因為它受到微生物代謝活動波動的限制。然而，這種限制可以透過採用可穿戴電源管理系統來緩解，該系統從可穿戴 MFC 收集電能並透過無縫整合為電子面板重新提供恆定的電力。
