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无机三维石墨烯复合材料合成技术

发布时间:2016-10-17      作者:科学技术发展院科技开发部

*成果名称

无机三维石墨烯复合材料合成技术

*成果完成单位

武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室

*主要完成人

阳晓宇教授

*成果简介

传统的化学电池在使用过程中,存在着易燃、易爆、有毒等危害,并且废弃电池难以处理。在现有的众多报道中,酶生物燃料电池是其中具有吸引力的一种绿色电池。而目前,“糖”电池的商业化生产受制于酶的固载量少、输出功率低等因素。

本成果从糖电池的核心组件之一的电极入手,设计一种柔性的三维石墨烯复合材料生物电极,为后续制作柔性糖电池提供有力的帮助。石墨烯材料的使用代替了电子传递介体,让酶催化产生的电子可以直接传递到电极材料上,也极大提高了电极的生物相容性;而复合材料中另一种组分介孔碳具有较大的比表面积和丰富的孔道结构,可以吸附酶,这一材料不仅取代了原本通过对电极材料改性掺杂或者其他处理来吸附酶的方法,而且保证酶的固有活性,为酶催化反应提供了较大的接触面积。最后采用的作为电极基板的PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)材料取代了以往的刚性材料,具有良好的韧性和弹性,在保持电池性能的同时,可以根据外界环境的不同来调节改变电极的形状,这一改进提高了糖电池的生物相容性,为糖电池今后在医学领域的应用提供了很大的可能性。

主要技术指标:

1)输出的体积比功率达到1.8 mW/cm3

2)最大能量密度达到0.6mW/cm2

3)工作24h后,能量密度损失不超过16%

本项目研究的柔性“糖”电池,是一种绿色环保的能源转换装置。选用的葡萄糖氧化酶易获取,制备电极的方式也较为简单。因此,可以广泛用于以下领域中:

1)应用于未来柔性电子产品,成为该类产品的电源供给部件;

2)应用于儿童玩具,由于“糖”电池可以依靠市售的果汁、饮料来供给燃料,从而制成儿童玩具等产品的电源组件,极大降低了传统化学电池在使用过程中对儿童造成的潜在危害;

3)应用于通讯设备中,由于“糖”电池依靠含糖溶液就可以产生电能,由此设计的通讯设备可以在供电紧张或电力缺乏区域使用;

4)应用于微型的植入式医疗设备中,在为设备提供电能的同时也避免了传统刚性设备与人体组织结构可能出现的排斥反应。

*转化条件

 

项目开发需要1)无机材料合成设备;2)材料表征设备(包括场发射扫描电镜、电化学工作站、差热热重分析仪、比表面积分析仪等)

初步预计,此成果初步预计需要投资200万元转化为实际产品;前期初试进行顺利并取得一定成果后,可以进行中试,投资500万左右用于建立一条完整的生产线;成功后投资1000万左右建立厂房和生产线,大规模的生产。

*意向合作单位

 

*联系人

 

*联系电话

 

*拟交易价格

500万元

*联系人姓名

阳晓宇

固定电话

 

*手机号码

13429838668

*联系地址

武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室

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