Jednokratna papirnata baterija radi s dvije kapi vode

Baterija služi za napajanje jednokratne elektronike male snage, od pametnih naljepnica, preko ekoloških senzora, do medicinskih dijagnostičkih uređaja

Mladen Smrekar petak, 29. srpnja 2022. u 17:09

Papirnata baterija za jednokratnu upotrebu koja se aktivira vodom predstavljena je u studiji o provjeri ovog inovativnog koncepta u časopisu Scientific Reports. Autori, istraživači švicarskog Saveznog instituta za znanost i tehnologiju materijala (Empa) sugeriraju da bi se ova baterija mogla koristiti za napajanje širokog spektra jednokratne elektronike male snage, poput pametnih naljepnica, ekoloških senzora i medicinskih dijagnostičkih uređaja, te usput minimizirati njihov utjecaj na okoliš.

Tri tinte na papiru

Baterija se sastoji od najmanje jedne ćelije veličine kvadratnog centimetra i tri tinte otisnute na pravokutnu traku papira. Sol natrijevog klorida raspršena je po traci papira, a jedan od njezinih kraćih krajeva umočen je u vosak. Tinta s grafitnim listićima, koja djeluje kao pozitivni kraj baterije (katoda), ispisuje se na jednu od ravnih strana papira, a tinta s cinkom u prahu, koja djeluje kao negativni kraj baterije (anoda), na poleđini papira. 

Dvoćelijska papirnata baterija pokreće budilicu sa zaslonom od tekućih kristala
Dvoćelijska papirnata baterija pokreće budilicu sa zaslonom od tekućih kristala

Uz to, tinta koja sadrži grafitne ljuskice i čađu tiska se na obje strane papira, na vrhu druge dvije tinte. Ova tinta povezuje pozitivni i negativni kraj baterije s dvije žice koje se nalaze na kraju papira umočenom u vosak.

Dvije kapi vode

Dodavanjem male količine vode otapaju se soli unutar papira i oslobađaju nabijeni ioni. Ti ioni aktiviraju bateriju raspršivanjem kroz papir, a cink u tinti na negativnom kraju baterije oslobađa elektrone. Žica pričvršćena na uređaj zatvara strujni krug tako da se elektroni mogu prenijeti s negativnog kraja – preko tinte koja sadrži grafit i čađu, žica i uređaja – na pozitivni kraj s tintom koja sadrži grafit, gdje se prenose na kisik u okolnom zraku. Ove reakcije stvaraju električnu struju koja se može koristiti za napajanje uređaja.

Crtež vodom aktivirane papirnate baterije
Crtež vodom aktivirane papirnate baterije

Analiza performansi jednoćelijske baterije otkrila je da se nakon dodavanja dvije kapi vode baterija aktivira unutar 20 sekundi i, kad nije spojena na uređaj koji troši energiju, postiže stabilan napon od 1,2 volta. Napon standardne AA alkalne baterije je 1,5 volta.

Utjecaj na okoliš

Nakon jednog sata, performanse jednoćelijske baterije značajno su se smanjile zbog sušenja papira. Međutim, nakon što su dodane još dvije kapi vode, stabilan radni napon od 0,5 volti održavao se više od jednog dodatnog sata.

Shematski presjek baterije
Shematski presjek baterije

Autori predlažu da bi biorazgradivost papira i cinka mogla omogućiti njihovoj bateriji da minimizira utjecaj jednokratne elektronike male snage na okoliš. Predlažu i da se održivost baterije dodatno poveća smanjivanjem količine cinka koji se koristi unutar tinte, što također omogućuje preciznu kontrolu količine električne energije koju proizvodi baterija.

📢 Do 12 rata bez kamata

TOP!

ACER GAMING

Acer Nitro 5 ili Predator Helios 300, do 32 GB RAM-a.

7.069kn 938,22 € Kupi

📢 Besplatna dostava

TOP!

KINGSTON

Kingston Fury Beast i Renegade memorija 16-32GB.

629kn 83,48 € Kupi

📢 HIT cijena!

TOP!

LOGITECH

Fantastična ponuda uredske i gaming periferije!

199kn 26,41 € Kupi


IPX7 in-ear slušalice

JBL Live Free NC+ TWS

Aktivno uklanjanje buke, TalkThru, Ambient Aware, do 21 sati reprodukcije, Dual Connect + Sync, 20Hz – 20kHz, 96dB, 16 ohma.

999 kn 132,59 € Kupi

2-smjerni bookshelf zvučnici

DALI Opticon 2 MK2

Patentirani SMC, woofer od drvnih vlakana, zvuk visokih performansi u manjim do srednje velikim prostorima, 59 - 25,000 Hz, 4 ohma, 30 - 150W, 86.5dB.

8.589 kn 1.139,96 € Kupi

ANC on-ear slušalice

JBL Live 460NC

Bluetooth, TalkThru, Smart Ambient, Hey Google, Alexa, do 50 sati reprodukcije, 20 Hz – 20 kHz, 96 dB, 32 ohma.

999 kn 132,59 € Kupi