Ученые создали аккумулятор из бумаги, способный накапливать энергию при активации водой. Вот как он работает.
Конечно, лучше использовать повторно и перерабатывать материал, но многие небольшие, простые и маломощные электронные устройства, как правило, одноразовые. Новая бумажная батарейка может сделать их более экологичными, поскольку ее можно активировать водой и при попадании в окружающую среду она распадется.
Бумажный аккумулятор
Разработанная учеными из швейцарского института Empa батарейка предназначена для использования, например, в "умных" этикетках для доставки, датчиках окружающей среды и одноразовых медицинских диагностических устройствах.
Размер каждой ячейки бумажного аккумулятора составляет один квадратный сантиметр, а ее бумажная основа пропитана хлоридом натрия (он же поваренная соль). Один ее конец покрыт воском, к которому прикреплены два провода.
На одной стороне бумаги нанесены чернила, содержащие хлопья графита, которые служат катодом. Чернила, содержащие цинковый порошок, который служит анодом, расположены на другой стороне. Электроды с обеих сторон бумаги покрываются третьей краской, содержащей хлопья графита и сажу – она соединяет катод и анод с двумя проводами на одном конце.
После того, как на батарею было нанесено небольшое количество воды, жидкость вызывает растворение соли в бумаге, высвобождая заряженные ионы. Когда эти ионы начинают мигрировать через мокрый слой бумаги на другую сторону пластинки, они вызывают окисление цинка в аноде, высвобождая электроны. В ходе лабораторных испытаний двухэлементная версия батареи успешно смогла питать небольшой будильник с жидкокристаллическим дисплеем.
Кроме того, было обнаружено, что всего двух капель воды достаточно, чтобы активировать один элемент в течение 20 секунд. Когда она не подключена к энергопотребляющему устройству, напряжение на этой батарее достигает 1,2 вольта. Производительность элемента значительно снизилась через час – по мере высыхания бумаги, – хотя он мог поддерживать рабочее напряжение 0,5 вольта в течение следующего часа после нанесения еще двух капель воды.