RW Space

Недавно разработанная одноразовая бумажная батарея, активируемая водой, обещает оказать большое влияние на одноразовую электронику — те временные гаджеты, которые используются в медицинских и промышленных областях, где электронные отходы могут быстро накапливаться.

Батарея, продемонстрированная исследователями, является биоразлагаемой, изготовлена ​​из экологически чистых материалов и дешева в сборке. Более того, он может быть изготовлен в различных формах и размерах по мере необходимости.

Чтобы дать представление о мощности, двухэлементной батареи, изготовленной с использованием этой технологии, было достаточно для питания ЖК-будильника. Хотя он не будет заряжать ваш ноутбук в ближайшее время, у маломощных датчиков и трекеров есть большой потенциал.

«Мы представляем печатную бумажную батарею, разработанную для питания одноразовой электроники и минимизации их воздействие на окружающую среду», — пишут исследователи в своей опубликованной статье.

«Батарейка основана на электрохимическом элементе металл-воздух, который использует цинк в качестве биоразлагаемого металла в аноде, графит в качестве катода, бумагу в качестве разделитель между электродами и электролит на водной основе».

Батарейка, изготовленная из бумаги, пропитанной солью хлорида натрия, имеет размеры всего один квадратный сантиметр (0,15 квадратных дюйма) и основана на на печатных красках: одна краска содержит графитовые чешуйки и действует как катод (положительный конец), а другая на другой стороне бумаги содержит порошок цинка и действует как анод (отрицательный конец).

Третья чернила, состоящие из графитовых чешуек и сажи, печатаются с обеих сторон поверх двух других чернил, соединяющих g положительный и отрицательный концы к двум проводам. Они прикреплены к одному концу бумаги, смоченной воском.

Все, что нужно, это небольшое количество воды, всего две капли. Это растворяет соли внутри бумаги, высвобождая заряженные ионы, которые затем активируют батарею по мере их перемещения. Цепь замыкается путем присоединения проводов к электрическому устройству, а это означает, что электроны могут передаваться от отрицательных концов к положительным.

При стабильном напряжении 1,2 вольта бумажная батарея близка к уровню от стандартной щелочной батарейки АА на 1,5 вольта. Батарея начинает вырабатывать энергию примерно через 20 секунд после добавления воды, согласно экспериментам, проведенным командой.

«Эта демонстрация показывает, что, несмотря на ограниченную удельную мощность по сравнению со стандартными технологиями, наша батарея по-прежнему работает. актуальна для широкого спектра маломощной электроники и экосистемы Интернета вещей», — пишут исследователи.

Хотя производительность снижается со временем по мере высыхания бумаги, ее можно до некоторой степени восполнить с помощью больше воды. С дополнительным количеством воды батарея все еще может вырабатывать 0,5 В через два часа после первой активации.

На данный момент это очень экспериментальное исследование, но батарея, описанная в статье, не слишком сложный в производстве. Исследователи говорят, что хотят повысить эффективность батареи в будущем и заставить ее работать дольше.

«С ростом осведомленности о проблеме электронных отходов и появлением одноразовой электроники для таких приложений, как датчики окружающей среды и мониторинг пищевых продуктов, растет потребность в батареях с низким воздействием на окружающую среду», — пишут исследователи.

«Этот переход от традиционных показателей качества, ориентированных на производительность, создает новые возможности для нетрадиционных материалов и конструкций. которые могут обеспечить баланс между производительностью и воздействием на окружающую среду».

Исследование опубликовано в Scientific Reports.