O echipă de cercetători de la Laboratoarele Federale Elvețiene pentru Știința și Tehnologia Materialelor (EMPA) a dezvoltat o baterie din hârtie de unică folosință activată cu apă, care ar putea fi folosită pentru a alimenta electronice.
La ce ar putea fi folosită bateria din hârtie?
Pentru a demonstra capacitatea bateriei echipa de cercetători a combinat două celule într-o singură baterie, pentru a crește tensiunea de funcționare, și a folosit-o pentru a alimenta un ceas deșteptător cu un afișaj LCD.
După ce a fost activată de două picături de apă, aceasta a început să funcționeze în 20 de secunde și a continuat să alimenteze constant afișajul timp de o oră, până când a început să se usuce. Sursa de alimentare din hârtie a atins o tensiune maximă stabilă de 1,2 volți, comparativ cu 1,5 volți produși de o baterie AA.
După ce vor fi rezolvate unele probleme de dezvoltare, invenția ar putea fi folosită pentru etichete inteligente care urmăresc obiecte, precum coletele. Alte aplicații includ senzori de mediu sau chiar dispozitive medicale, spun cercetătorii. Dar chiar și fără modificări pentru a preveni uscarea, comutatorul de apă ar putea fi util pentru detectarea umidității.
Deoarece hârtia și zincul sunt biodegradabile, cercetătorii consideră că bateria ar putea contribui la reducerea impactului asupra mediului al produselor electronice.
„Ceea ce este special la noua noastră baterie este faptul că, spre deosebire de multe baterii metal-aer, multe dintre ele folosesc o folie de metal care se consumă treptat pe măsură ce bateria se epuizează. Designul nostru ne permite să adăugăm la cerneală doar cantitatea de zinc care este de fapt necesară pentru aplicația specifică,” spune co-autorul studiului, Gustav Nyström.
Cum funcționează bateria din hârtie?
Pentru a realiza bateria, echipa a început cu o bandă din hârtie care a fost înmuiată în apă sărată și apoi lăsată să se usuce. Cerneala conținea fulgi de grafit și a fost imprimată pe o parte a benzii, pentru a forma borna pozitivă a bateriei. Pe cealaltă parte, a fost folosită cerneală cu pulbere de zinc pentru a realiza borna negativă.
Ambele fețe ale hârtiei au fost apoi imprimate pe ambele fețe cu un amestec de fulgi de grafit și negru de fum (ca funinginea de pe legumele carbonizate) pentru a face legătura între partea negativă și cea pozitivă. Când se adaugă apă, sarea se dizolvă și eliberează ioni încărcați. La borna negativă, acești ioni intră în contact cu zincul, provocând oxidarea acestuia și eliberarea de electroni.
Un dispozitiv electric conectat la bateria din hârtie completează apoi circuitul, ceea ce înseamnă că electronii pot trece de la terminalul negativ la cel pozitiv prin intermediul dispozitivului. Aici, ei sunt descărcați în aer.
În total, acest proces generează un curent electric care poate fi folosit pentru a alimenta un dispozitiv electronic.
