新开发的水活化一次性纸电池有望对一次性电子产品产生重大影响? 那些用于医疗和工业领域的临时小工具,电子垃圾很快就会开始堆积。
研究人员已经证明这种电池是可生物降解的,由可持续材料制成,而且组装成本低廉。 更重要的是,它可以根据需要生产各种形状和尺寸。
为了了解其功率,使用该技术制造的两节电池足以为液晶闹钟供电。 虽然它不会很快为你的笔记本电脑充电,但低功率传感器和跟踪器有很大的潜力。
研究人员在他们的论文中写道:“我们推出了一种印刷纸电池,旨在为一次性电子产品提供动力,并最大限度地减少其对环境的影响。”发表论文。
“该电池基于金属-空气电化学电池,使用锌作为阳极的可生物降解金属,石墨作为阴极,纸作为电极之间的隔膜,以及水基电解质。”
该电池由氯化钠盐扩散纸制成,尺寸小至一平方厘米(0.15 平方英寸),并基于印刷油墨:一种油墨含有石墨片并充当阴极(正极),而另一种油墨含有石墨片并充当阴极(正极)。纸的另一面含有锌粉,充当阳极(负极端)。
第三种墨水由石墨片和炭黑组成,印刷在两面,位于另外两种墨水的顶部,将正极和负极连接到两根电线上。 它们附着在纸的一端,浸入蜡中。
那么,所需要的只是少量的水,少至两滴。 这会溶解纸内的盐,释放带电离子,然后在移动时激活电池。 通过将电线连接到电气设备来闭合电路,这意味着电子可以从负极转移到正极。
纸电池的稳定电压为1.2伏,接近标准AA碱性电池1.5伏的水平。 根据该团队进行的实验,加水约 20 秒后电池开始发电。
“这次演示表明,尽管与标准技术相比,我们的电池功率密度有限,但仍然适用于各种低功耗电子产品和物联网生态系统,”写给研究人员。
尽管随着纸张干燥,性能会随着时间的推移而下降,但可以在一定程度上补充更多的水。 如果有额外的水,电池在首次激活两小时后仍可产生 0.5 伏的电压。
目前这在很大程度上是一项原理验证研究,但论文中描述的电池生产起来并不太复杂。 研究人员表示,他们希望在未来提高电池的效率,并使其工作更长时间。
“随着人们对电子垃圾问题的认识不断提高,以及用于环境传感和食品监测等应用的一次性电子产品的出现,对低环境影响电池的需求不断增长,”写给研究人员。
“这种以性能为导向的传统品质因数的转变为非常规材料和设计创造了新的机会,可以在性能和环境影响之间取得平衡。”
该研究发表于科学报告。