葡萄糖是一种我们从吃的食物中吸收的糖分。它是我们身体里每个细胞的能量来源。葡萄糖也可以为未来的医疗植入物提供能量吗？一些研究人员认为可以。

他们设计了一种新型的葡萄糖燃料电池，可以将葡萄糖直接转化为电能。该装置比其他的葡萄糖燃料电池更小，只有400纳米厚，大约是人类头发直径的1/100。这种含糖能源每平方厘米能产生43微瓦的电能，是目前在环境条件下葡萄糖燃料电池中功率密度最高的。这种新设备也足够坚固，能够承受高达600摄氏度的温度。如果与医用植入物结合，燃料电池可以通过所有植入装置所需的高温灭菌过程并保持稳定。新装置的核心是由陶瓷制成的，这种材料即使在高温和微缩尺寸下也能保持其电化学特性。

研究人员设想，这种新设计可以制成超薄的薄膜或涂层，包裹在植入物周围，利用人体丰富的葡萄糖供应被动地为电子设备供电。他们表示，燃料电池直接转换能量，而不是将其存储在设备中，所以不需要在电池中设计存储能量所需的体积。近年来，科学家们重新审视了葡萄糖燃料电池，认为它可能是一种更小的电源，直接由人体丰富的葡萄糖提供能量。

葡萄糖燃料电池的基本设计包括三层：顶部阳极，中间电解质和底部阴极。阳极与体液中的葡萄糖发生反应，将葡萄糖转化为葡萄糖酸。这种电化学转换会释放一对质子和一对电子。中间的电解质将质子与电子分开，引导质子通过燃料电池，在那里它们与空气结合形成水分子——一种无害的副产物，随体液流走。与此同时，被隔离的电子流向外部电路，在那里它们可以用来为电子设备供电。

该团队希望通过修改电解液层来改进现有的材料和设计，电解液层通常由聚合物制成。研究人员设计了一种葡萄糖燃料电池，其电解质由二氧化铈制成，二氧化铈是一种陶瓷材料，具有高的离子导电性，机械性能良好，因此被广泛用作氢燃料电池的电解质。它也被证明具有生物相容性。

研究小组通过实验发现许多电池单元产生的峰值电压约为80毫伏。考虑到每个电池的微小尺寸，这是现有葡萄糖燃料电池设计中最高的功率密度。

这是电陶瓷材料中的质子传导首次用于葡萄糖功率转换，定义了一种新型的电化学。它将材料案例从氢燃料电池扩展到新的、令人兴奋的葡萄糖转换模式。