Хартиени батерии, тънки като листовете на книга, могат да захранват дребна носима електроника за еднократна употреба (снимка: Gustav Nyström)
Отдавна се твърди, че е възможно да се създаде работеща батерия от тънък лист хартия, но сега ново изследване доказва приложимостта на тази концепция. Новината за работещата хартиена батерия бе публикувана в авторитетното научно списание Scientific Reports.
Хартиената батерия е за еднократна употреба и се активира с вода. Според учените, тя може да се използва за захранване на голямо разнообразие от електроника за еднократна употреба – като например интелигентни етикети за проследяване на хранителни стоки, сензори за околната среда и медицински диагностични устройства. По този начин се минимизира тяхното въздействие върху околната среда.
Батерията е разработена от Густав Нистрьом и негови колеги и се състои от поне една клетка, която е с площ един квадратен сантиметър, с използване на на три мастила, отпечатани върху правоъгълния лист хартия. Хартиената ивица е покрита със сол от натриев хлорид, а един от краищата ѝ е потопен във восък.
От едната страна на хартията е отпечатано мастило. То съдържа графитни люспи. Това е т.нар. положителен край на батерията (катод). Другата страна също е отпечатана с мастило, но то съдържа цинк на прах. Тази страна служи като отрицателен край на батерията (анод).
Освен това върху тези мастила от двете страни на хартията е нанесено друго мастило, съдържащо графитни люспи и сажди. Това мастило свързва положителния и отрицателния край на батерията с два проводника, разположени в потопения с восък край на хартията.
Когато хартията се намокри, солите се разтварят. Това освобождава заредени йони. Тези йони се разпространяват по хартията, за да активират батерията, което кара цинка в мастилото в отрицателния край на батерията да освобождава електрони.
Прикрепването на проводниците към електрическо устройство затваря веригата. Така електроните могат да се прехвърлят от отрицателния край – чрез мастилото, проводниците и устройството, съдържащо графит и сажди – към положителния край. При реакцията се генерира ток, който може да се използва за захранване на устройството.
За да демонстрират способността на такава батерия да захранва електроника с ниска мощност, учените са комбинирали две клетки в една батерия и са я използвали за захранване на будилник с течнокристален дисплей. Анализът на производителността на едноклетъчна батерия разкрива, че след добавяне на две капки вода батерията се активира в рамките на 20 секунди и, когато не е свързана към консумиращо енергия устройство, достига стабилно напрежение от 1,2 волта.
За сравнение, напрежението на стандартна AA алкална батерия е 1,5 волта. След един час производителността на едноклетъчната батерия намалява значително, поради изсъхването на хартията.
Авторите предполагат, че биоразградимостта на хартията и цинка може да позволи на тяхната батерия да минимизира въздействието върху околната среда на електрониката за еднократна употреба. Учените смятат, че устойчивостта на батерията може да бъде увеличена допълнително чрез минимизиране на количеството цинк, използвано в мастилото. Това би позволило и още по-прецизно контролиране на количеството електричество, генерирано от батерията.
С плюнка работи ли