Logo
Cover

Инженеры из Швейцарской федеральной лаборатории материаловедения и технологий (EMPA) создали доступную и экологичную систему для питания одноразовой электроники. Решение ученых — это бумажная батарея, которая активируется водой. Под воздействием двух капель жидкости она достигает напряжения в 1,2 вольта, что сопоставимо с показателями распространенных аккумуляторов типа AA.

Как сообщает New Atlas, несмотря на то, что современные производители электронных устройств стремятся к вторичной переработке своих товаров, многие виды электроники все еще должны быть одноразовыми. К таким системам относятся «умные» этикетки, датчики окружающей среды и медицинские приборы. Новая батарея, разработанная швейцарскими учеными, обещает сделать эти устройства более экологичными и надежными.

Аккумулятор состоит из бумажной подложки, пропитанной хлоридом натрия, а также воскового покрытия с прикрепленной с двух сторон проволокой. Общий размер ячейки составляет один квадратный сантиметр. На одной стороне бумаги напечатаны чернила, содержащие графитовые чешуйки, которые служат катодом. А на другой — другие чернила с порошком из цикла, работающие в качестве анода. Грани бумаги также покрыты краской, содержащей графитовые чешуйки и сажу — она соединяет катод и анод через два провода.

Описанная система хранит энергию до тех пор, пока на нее не попадет вода. Когда жидкость оказывается на поверхности батареи, она растворяет соль, высвобождая заряженные ионы. По мере того, как эти ионы рассеиваются в электролите, они вызывают окисление цинка в аноде и вызывают реакцию, которая производит энергию.

«Эти окислительно-восстановительные реакции генерируют электрический ток, который можно использовать для питания внешнего электрического устройства», — рассказали авторы проекта.

В ходе лабораторных испытаний ученым удалось запитать небольшой будильник с жидкокристаллическим дисплеем, используя новый аккумулятор. Тесты показали, что одна такая батарея активируется от двух капель воды через 20 секунд. Без подключения к энергопотребляющему устройству эта ячейка достигала напряжения в 1,2 вольта. Производительность элемента снизилась в течение часа — по мере высыхания бумаги. Однако аккумулятор все еще поддерживал рабочее напряжение 0,5 вольта в течение еще одного часа, когда ученые добавили на его поверхность еще две капли.

В перспективе ученые хотят усовершенствовать свою технологию. Автор исследования профессор Густав Нюстрем считает, что при дальнейшей разработке сушка бумаги не должна быть ограничивающим фактором.