该工作发表在期刊The chemical record上，原文链接：doi.org/10.1002/tcr.202400248
近年来，随着个性化医疗和便携式健康监测设备的快速发展，对可持续、生物相容且无需维护的微型电源需求日益迫切。酶生物燃料电池（EBFCs）作为一种利用生物酶催化反应将化学能直接转化为电能的绿色能源技术，因其燃料来源广泛（如葡萄糖、乳酸等体液成分）、操作条件温和、生物兼容性好等优势，被视为未来可穿戴与植入式电子设备的理想供能方式。然而，EBFCs的输出电流和功率密度较低，限制了其实际应用。在此背景下，将EBFCs与高性能超级电容器（SCs）相结合，构建自充电混合系统，成为一种突破性的解决方案。这类混合设备不仅能够从体液中持续收集能量，还能将其储存并在需要时以高功率脉冲形式释放，显著提升了设备的实用性和可靠性。
这篇综述系统阐述了将酶生物燃料电池与超级电容器相结合构建自充电混合装置的最新进展。文中首先归纳了该混合装置的不同构型，主要分为两种：一是将能量收集与存储功能集成于单一电极的“集成式”构型，它使用双功能材料或在酶层背面修饰电容组件，能在开路条件下利用生物催化反应自发充电；二是通过外部电路将独立的酶生物燃料电池与超级电容器连接的“外接式”构型，其优势在于可通过串联或并联灵活调整输出电压与功率。随后探讨了其基于双电层电容、赝电容及混合机制的储能原理。最后，综述展望了此类自充电系统在植入式与可穿戴电子设备中的应用实例与广阔应用前景，并同时指出了在酶稳定性、系统集成与能量管理方面仍需克服的挑战。
