Учёные создали батарейку из бумаги, воды, чернил и соли. Запитали будильник
Группа исследователей из швейцарского научно-исследовательского института Empa разработала одноразовую бумажную батарею, которая активируется водой. Её можно использовать для питания широкого спектра маломощной электроники, например, умных меток для отслеживания предметов, различных датчиков и медицинских устройств. При этом воздействие на окружающую среду сводится к минимуму. Исследование было опубликовано в журнале Scientific Reports.
Батарея представляет собой кусочек бумаги размером 1 см, с одной стороны которой нанесены чернила, содержащие графит (катод), а с другой — чернила, содержащие цинк (анод). Сверху покрыли слоем краски с графитом и сажей. По всей поверхности бумаги также нанесли обычную соль, а по краям воск, с помощью которого крепятся два провода. Если добавить несколько капель воды, то кристаллы соли растворяются и высвобождают заряженные ионы, которые активируют батарею. В результате цинк в чернилах окисляется, высвобождая электроны, а при замыкании цепи они переносятся с анода на катод. Эти реакции (окисления и восстановления) генерируют электрический ток, который можно использовать для питания какого-нибудь маломощного устройства.
Чтобы продемонстрировать возможности бумажной батареи, команда учёных объединила две ячейки в одну для увеличения рабочего напряжения и использовала свою разработку для питания будильника с ЖК-дисплеем. Эксперимент показал, что после добавления двух капель воды батарея запустилась в течение 20 секунд и достигла стабильного напряжения 1,2 В. Напряжение стандартной щелочной батареи типа АА составляет 1,5 В. Через час заряд сильно упал из-за высыхания бумаги, но после того, как исследователи добавили ещё две капли воды, батарея поддерживала стабильное рабочее напряжение 0,5 В в течение часа.
В отличие от многих стандартных батарей, использующих металлическую фольгу, новая разработка позволяет добавлять в чернила только то количество цинка, которое действительно необходимо для конкретного применения. У данной батареи один существенный недостаток — быстрое высыхание бумаги, но учёные предполагают, что эту проблему можно решить.
