基于碳纳米管电子皮肤生物燃料电池（BFC）的制备开题报告

1. 研究目的与意义

可穿戴电子由于其巨大的生物医学、计算、娱乐、国防和与环境相关的应用而引起了巨大的学术和工业兴趣。近年来，许多嵌入纺织品或直接安装在人体皮肤上的可穿戴设备的例子得到了证实。理想情况下，可穿戴电子设备应薄、紧凑、柔软且可拉伸，以便在不引起体感反应的情况下实现与人体皮肤的共形集成。由于新制造技术、材料创新和纳米技术的进步，研究人员已经成功地实现了这种可穿戴设备。然而，在实际应用中实现采用的一个关键挑战是缺乏相应的薄可穿戴能源。大多数先前的努力要么依赖于大体积电池的集成，这严重损害了可穿戴性。本毕业论文要求利用图形转移、丝网印刷、电化学沉积和薄膜沉积技术设计制备一种高功率密度的电子皮肤生物燃料电池，通过开发新颖的电极结构和探索合适的组分选择获得高的输出功率密度和低的制备成本，研究分析活性组分和碳纳米管紧偶联结构和机理，以减轻浸出和随之而来的功率输出下降。

2. 研究内容和预期目标

利用图形转移、丝网印刷、电化学沉积和薄膜沉积技术设计制备一种高功率密度的电子皮肤生物燃料电池，通过开发新颖的电极结构和探索合适的组分选择获得高的输出功率密度和低的制备成本，研究分析活性组分和碳纳米管紧偶联结构和机理。目的用石墨烯和碳纳米管的键合获得快速的电子传输路径，再对碳纳米管进行修饰，获得高功率密度的柔性生物燃料电池。

3. 研究的方法与步骤

1、电极结构设计和模拟，2、电化学沉积方法在柔性基底（PI）上制备多层复合金属电极，3、在2阶段制备的金属电极上电子束蒸发沉积碳纳米管生长前的金属催化层，4、ICP高密度等离子体辅助制备碳纳米管，5、对碳纳米管进行空化处理，6、在阳极和阴极分别注入氧化剂和还原剂，7、相关氧化反应酶在阳极注入，8、性能测试和表征，9、研究分析各工艺阶段的参数对燃料电池输出性能的影响，10、分析、总结、归纳、拟合和整理成文。

4. 参考文献

1.winter,m. brodd, r. j. what are batteries, fuel cells, and supercapacitors?chem. rev. 2004, 104, 4245–4270.

2.ioroi, t. et al. electrocatalysts for pem fuel cells. adv. energy mater. 2018, 1801284.

5. 计划与进度安排

第七学期

2022.12.18与老师见面，了解毕业论文总体情况，查阅文献资料任务；

第八学期：