具有增强离子传输性能的新型层压结构，用于高性能纸质微流控燃料电池

《ACS Sustainable Chemistry & Engineering》：Novel Laminated Configuration with Enhanced Ion Transport for High-Performance Paper-Based Microfluidic Fuel Cells

提出一种阴极与阳极逐层叠加的新型纸基自泵微流体燃料电池结构，通过缩短离子传输路径和增强传输效率，使性能提升452.8%，峰值功率密度达63 mW/cm2，并减少燃料交叉，为微流控电化学器件提供新方案。

　　

基于纸张的自泵式微流控燃料电池（PMFCs）通常利用多孔纸张的毛细效应来实现反应物的被动输送和同轴流动，因此被视为分析测试和临床诊断中最有前景的微型电源。然而，由于阳极和阴极并排排列，导致离子传输效率低下，从而限制了PMFC的性能，表现为较大的欧姆电阻和较差的性能。在这项研究中，开发了一种新型的PMFC，其阴极和阴极流动通道依次层叠在阳极流动通道之上。这种层叠结构能够有效缩短离子传输路径并增强离子传输效果。此外，这种新型结构还表现出燃料交叉现象减少等有利特性。由于离子传输效率的提升，该电池的性能相比并排排列结构提高了452.8%。峰值功率密度达到63 mW cm^–2，极限电流密度达到313.5 mA cm^–2，优于大多数现有的PMFC。所提出的层叠结构方法为提高微流控电化学设备中的离子传输效率开辟了新的途径。