Ученые разработали биоразлагаемые бумажные батареи с печатью

0
37

Ученые Технологического университета Наньян, Сингапур (NTU Singapore) разработали биоразлагаемые цинковые батареи толщиной с бумагу. Когда батареи разряжены, они разлагаются в почве в течение нескольких недель.

Цинковые батареи, разработанные NTU в Сингапуре, состоят из электродов (через которые электрический ток выходит или входит в батарею), напечатанных методом трафаретной печати на обеих сторонах куска целлюлозной бумаги, армированной гидрогелем. NTU Singapore объясняет, как они производили батареи, в заявлении, отправленном по электронной почте:

Чтобы разработать более тонкий и легкий прототип без упаковки, ученые NTU использовали для своих батарей «сэндвич-дизайн» — электроды похожи на ломтики хлеба, а целлюлозная бумага, на которой напечатаны электроды, похожа на начинку для сэндвичей.

Процесс изготовления начинается с армирования целлюлозной бумаги гидрогелем для заполнения промежутков между волокнами, которые естественным образом присутствуют в целлюлозе. Это образует плотный разделитель, который эффективно предотвращает смешивание электродов, которые сформулированы как «электродные краски» и нанесены трафаретной печатью на обеих сторонах армированной гидрогелем целлюлозной бумаги.

Анодные чернила в основном состоят из цинка и углеродной сажи (проводящий тип углерода). Что касается катодных чернил, ученые разработали один тип чернил с марганцем, а другой с никелем в качестве доказательства концепции, хотя исследовательская группа заявила, что, возможно, можно использовать и другие металлы.

После того, как электроды напечатаны, аккумулятор погружается в электролит. Затем на электроды наносится слой тонкой золотой фольги для увеличения проводимости батареи. Конечный продукт имеет толщину около 0,4 мм — это примерно толщина двух прядей человеческого волоса.

Бумажные батареи состоят из электродов (через которые электрический ток выходит или входит в батарею), нанесенных трафаретной печатью на обеих сторонах куска целлюлозной бумаги, армированной гидрогелем. Фотография: NTU Singapore

В экспериментальном эксперименте, описанном в научном журнале Передовая наука, команда NTU продемонстрировала, как квадратный бумажный аккумулятор размером 4 x 4 см может приводить в действие небольшой электрический вентилятор не менее 45 минут. Сгибание или скручивание аккумулятора не привело к отключению питания.


UnderstandSolar — это бесплатная служба, которая связывает вас с лучшими специалистами по установке солнечных батарей в вашем регионе для получения персонализированных оценок солнечной энергии. Tesla теперь предлагает сопоставление цен, поэтому важно делать покупки по лучшим ценам. Нажмите здесь, чтобы узнать больше и получить расценки. — * объявление.


В другом эксперименте с использованием батареи размером 4 x 4 см для питания светодиода ученые показали, что, несмотря на отрезание частей бумажной батареи, светодиод продолжал гореть, что указывает на то, что разрезание не влияет на функциональность батареи.

Нововведение NTU показывает более дешевый и простой способ производства батарей — путем разработки одной большой части батареи, которую можно разрезать до желаемых форм и размеров без потери эффективности. По словам исследовательской группы, это потенциально может помочь в решении проблемы электронных отходов, учитывая, что батарея с печатной бумагой нетоксична.

Доцент Ли Сок У, соавтор исследования, сказал:

Мы считаем, что разработанная нами бумажная батарея потенциально может помочь в решении проблемы электронных отходов, учитывая, что наша печатная бумажная батарея нетоксична и не требует алюминиевых или пластиковых кожухов для герметизации компонентов батареи. Отсутствие упаковочных слоев также позволяет нашей батарее накапливать большее количество энергии и, следовательно, мощности в меньшей системе.

В дальнейшем команда NTU надеется продемонстрировать полную интеграцию батареи печатной бумаги с другой печатной электроникой, электронными оболочками и системами хранения энергии, развернутыми в окружающей среде.

Читать далее: Вот что нужно сделать США, чтобы удовлетворить растущий спрос на батареи

Фотография: NTU Singapore

.

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Пожалуйста, введите ваш комментарий!
пожалуйста, введите ваше имя здесь