Ученые разработали батарею, сделанную в основном из бумаги и активируемую водой, которая, по их мнению, может помочь очистить поток отходов одноразовых батарей.
Согласно исследованию, опубликованному сегодня в Scientific Reports, хотя и на стадии проверки концепции, бумажная батарея могла питать цифровой дисплей будильника .
По словам исследователей из Швейцарской федеральной лаборатории материаловедения и технологии, батарея смогла достичь максимального стабильного напряжения 1,2 вольта по сравнению с 1,5 вольтами стандартной батареи типа АА.
Они считают, что усовершенствованную версию батареи можно использовать в приложениях, где необходима одноразовая электроника, например, в некоторых медицинских диагностических устройствах, умной упаковке или устройствах для измерения окружающей среды.
Это также потенциально может стать более безопасной альтернативой кнопочным батарейкам, которые стали причиной гибели детей.
«Еще одна область применения может быть в расширяющейся области мягкой робототехники», — сказал соавтор исследования Густав Нистром.
По словам доктора Нистрома, прорыв в области цифровых технологий и быстро меняющиеся технологии сделали разработку биоразлагаемой батареи особенно своевременной.
«Мы видим тенденции к расширению возможностей подключения, все больше и больше взаимосвязанных устройств, а также тенденции к тому, чтобы все больше и больше электроники становилось все более эффективным и требовало меньшего энергопотребления.
«Мы также видим растущее использование одноразовой электроники и свидетельства плохой пригодности этих устройств к вторичной переработке, что приводит к постоянному увеличению количества электронных отходов».
Мяоцян Лю из Австралийского института биоинженерии и нанотехнологий при Университете Квинсленда сказал, что одной из сильных сторон бумажной батареи является то, что ее можно изготовить с использованием довольно простой технологии печати.
Чтобы создать батарею, исследователи начали с полоски бумаги, которую погрузили в соленую воду и оставили сохнуть.
Положительный вывод или катод изготавливали с помощью печатной краски, содержащей графитовые чешуйки, на одной стороне бумажной полоски.
Отрицательная клемма, или анод, была изготовлена путем печати обратной стороны бумаги чернилами, пропитанными порошком цинка.
Затем обе стороны были напечатаны чернилами, содержащими графитовые чешуйки и сажу — порошок, похожий на сажу, оставшуюся от частичного сгорания, например, каменноугольной смолы или даже растительных веществ.
Этот верхний слой проводящих чернил соединял как отрицательную, так и положительную стороны с одним концом бумаги, где две проволоки были прикреплены восковым составом.
Когда бумага намокла, соль растворилась, высвобождая заряженные ионы по всей бумаге.
Когда ионы вступали в контакт с цинком на отрицательной клемме, они высвобождали электроны, которые заряжены отрицательно.
Подключение проводов к электрическому устройству замыкало цепь, позволяя электронам течь в виде тока от анода к катоду через устройство.
На катоде электроны выбрасывались в воздух.
Доктор Лю говорит, что, поскольку устройство активируется водой, оно может иметь чрезвычайно долгий срок хранения, пока оно остается сухим.