从植物中汲取灵感：一种用于可穿戴设备的金属空气纸电池

日本东北大学的一组研究人员从植物呼吸方式中汲取灵感，创造了一种基于纸张的镁空气电池，可用于GPS传感器或脉搏血氧仪传感器。利用纸张的可回收性和轻便特性，这种工程电池有望成为更环保的能源来源。

纸张作为人类文明的重要材料已有两千多年的历史。但如今，纸张的用途不仅限于书写，它还在引领着绿色未来的道路上发挥着关键作用。

轻薄的基于纸张的设备有助于减少对金属或塑料材料的依赖，同时更易于处理。科学家们正在找到巧妙的方法，将这种多功能材料用于制作经济快速检测传染病的诊断设备、提供环保替代能源的电池和能源设备等。

现在，日本东北大学的研究团队报道了一种高性能的基于纸张的镁空气（Mg-air）电池，其由水激活。

该研究的通讯作者之一 Hiroshi Yabu 指出：“我们从植物的呼吸机制中得到了这个装置的灵感。光合作用类似于电池的充放电过程。就像植物利用太阳能从地下水和空气中的二氧化碳合成糖一样，我们的电池利用镁作为底物，通过氧气和水产生能量。”

为制造这种电池，Yabu 和他的同事们将镁箔粘贴到纸上，并直接在纸的另一面添加了阴极催化剂和气体扩散层。这种纸电池实现了1.8伏的开路电压，100毫安/平方厘米的1.0伏电流密度，以及每平方厘米最大输出103毫瓦。

Yabu 补充说：“这种电池不仅表现出令人印象深刻的性能结果，而且使用无毒材料运行——而不是使用已通过严格评估的碳阴极和颜料电催化剂。”

研究人员还测试了这种电池在脉搏血氧仪传感器和GPS传感器中的效果，展示了它在可穿戴设备中的多功能性。