Chem：植入体内的电池！

Natt

2024-05-31

目前，临床实践中使用的植入式电子设备由使用密封电极和电解质的传统电池供电。尽管开放式结构电池可以使用体液中溶解的O₂和Na⁺作为活性材料来提供无限容量，但实现生物相容性和稳定性带来了严峻的挑战。

鉴于此，复旦大学王永刚、河北大学吴平丽、天津理工大学刘喜正等研究人员提出了一种用于体内应用的Na-O₂电池，该电池包括通过离子交换膜（Nafion）分离的纳米多孔金催化阴极和NaGaSn合金阳极。

在大鼠体内皮下植入的层压电池在1.3V（相对于Na/Na⁺）下提供2.6μW/cm²的功率密度，并在体内表现出优异的生物相容性。

图|电池结构和体液O₂在阴极的反应

阴极周围的毛细管再生良好，为电池提供了连续的O₂来源。该Na-O₂电池彻底改变了植入式电池的概念，放电过程中O₂的消耗导致脱氧功能，这也为结合生物电子植入和生物治疗与厌氧环境相关的疾病提供了一种新的方法。

图|植入式微型软包装电池（Na-O2电池）的电化学性能

亮点：

•首次开发出具有开放阴极结构的可植入Na-O2电池

•这种Na-O2电池架构彻底改变了植入式电池的概念

•Na-O2电池可以很容易地弯曲，并表现出良好的电化学性能

•Na-O2电池装置在体内表现出优异的生物相容性

参考文献：

Implantable and bio-compatible Na-O2 battery. Chem 2024.

https://doi.org/10.1016/j.chempr.2024.02.012