Naslovnica SCI-TECH Razvijena je nova papirna baterija za jednokratnu upotrebu

Razvijena je nova papirna baterija za jednokratnu upotrebu

53
0

Istraživači vjeruju da bi njihov izum mogao smanjiti negativan utjecaj elektronike za jednokratnu upotrebu male snage na okoliš.

Baterija se aktivira vodom i može se primijeniti na širok raspon elektroničkih uređaja za jednokratnu upotrebu.

Studija o dokazu koncepta objavljena u časopisu Scientific Reports prikazuje jednokratnu papirnu bateriju koja se aktivira vodom. Prema naučnicima, mogao bi se koristiti za napajanje širokog spektra jednokratne elektronike male snage za jednokratnu upotrebu, kao što su pametne naljepnice za praćenje predmeta, senzori okoliša i medicinski dijagnostički uređaji, čime se njihov utjecaj na okoliš minimizira.

Bateriju su razvili Gustav Nyström i kolege, a sastoji se od najmanje jedne ćelije veličine jedan centimetar kvadrata i sastoji se od tri boje koje su odštampane na pravokutnom komadu papira. Papirna traka je prekrivena solju natrijum hlorida, a jedan od njenih kraćih krajeva je umočen u vosak.

Jedna od ravnih strana papira otisnuta je tintom koja sadrži grafitne ljuspice, koja služi kao pozitivni kraj baterije (katode). Druga strana je štampana tintom koja sadrži cink u prahu, koja služi kao negativni kraj baterije (anoda).

Osim toga, na druge dvije boje, mastilo koje sadrži grafitne ljuspice i čađu je otisnuto na obje strane papira. Ovo mastilo povezuje pozitivni i negativni kraj baterije sa dve žice postavljene na kraju papira umočenom u vosak.

Soli u papiru se otapaju kada se doda mala količina vode, oslobađajući nabijene ione. Ovi ioni se šire po papiru kako bi aktivirali bateriju, što uzrokuje da cink u tinti na negativnom kraju baterije oslobađa elektrone.

Pričvršćivanje žica na električni uređaj zatvara strujno kolo tako da se elektroni mogu prenijeti s negativnog kraja – preko tinte, žica i uređaja koja sadrži grafit i čađu – do pozitivnog kraja (tinte koja sadrži grafit) gdje se nalaze prenosi na kiseonik u okolnom vazduhu. Ove reakcije stvaraju električnu struju koja se može koristiti za napajanje uređaja.

Kako bi demonstrirali sposobnost njihove baterije da pokreće elektroniku male snage, autori su kombinovali dvije ćelije u jednu bateriju i koristili je za napajanje budilnika sa zaslonom s tekućim kristalima. Analiza performansi jednoćelijske baterije otkrila je da se nakon dodavanja dvije kapi vode baterija aktivirala u roku od 20 sekundi i, kada nije spojena na uređaj koji troši energiju, dostigla je stabilan napon od 1,2 volta.

Napon standardne AA alkalne baterije je 1,5 volti. Nakon jednog sata, performanse jednoćelijske baterije su se značajno smanjile zbog sušenja papira. Međutim, nakon što su dodane još dvije kapi vode, održavao je stabilan radni napon od 0,5 volti više od jednog sata.

Autori predlažu da bi biorazgradivost papira i cinka mogla omogućiti njihovim baterijama da minimiziraju utjecaj elektronike za jednokratnu upotrebu male snage na okoliš. Oni sugeriraju da se održivost baterije može dodatno povećati minimiziranjem količine cinka koji se koristi u tinti, što također omogućava preciznu kontrolu količine električne energije koju baterija proizvodi.

Referenca: “Papirna baterija za jednokratnu upotrebu koja se aktivira vodom” od Alexandre Poulin, Xavier Aeby i Gustav Nyström, 28. jula 2022., Scientific Reports.
DOI: 10.1038/s41598-022-15900-5


Izvor: scitechdaily.com


Pratite nas na Facebook-u | Twitter-u | YouTube-u

WPAP (319)