Гибкий.ру Появилась бумажная батарея, которая начинает работать от воды, а потом разлагается
Аккумулятор Empa разработали ученые из швейцарского института. Батарея предназначена для использования, например, в датчиках окружающей среды и одноразовых медицинских диагностических устройствах.
Каждая ячейка Empa размером 1 см², а ее бумажная основа пропитана хлоридом натрия (поваренной солью). На одном конце есть восковое покрытие, к которому прикреплены две проволоки.
На одну сторону бумаги нанесены чернила, содержащие графитовые хлопья, — они работают как катод. На другой стороне чернила с цинковым порошком — это анод.
Дальше чернила с обеих сторон покрывают еще одним слоем краски с содержанием графитовых хлопьев и сажи — она соединяет катод и анод с двумя проводами на одном конце.
Если нанести на батарею немного воды, то она растворяет в бумаге соль и высвобождает заряженные ионы. Когда эти ионы начинают мигрировать через мокрый слой бумаги на другую сторону пластинки, они вызывают окисление цинка в аноде, высвобождая электроны.
В результате эти окислительно-восстановительные реакции генерируют электрический ток, который можно использовать для питания внешнего электрического устройства.
В ходе лабораторных испытаний двухэлементная версия батареи успешно смогла питать небольшой будильник с ЖК-дисплеем.
Всего двух капель воды достаточно, чтобы активировать один элемент в течение 20 секунд. Напряжение на батарее достигало 1,2 вольта. Производительность элемента значительно снизилась через час — по мере высыхания бумаги, — хотя он мог поддерживать рабочее напряжение 0,5 вольта в течение следующего часа, после того, как на него нанесли еще две капли воды.
Читать далее:
Ученые сняли на видео странное существо с щупальцами, которое приняли за цветок
Сверхзвуковой самолет будет летать со скоростью 2 000 км/ч и пересечет океан за 3,5 часа
Создан квантовый компьютер, который «вышел за пределы двоичной системы»
J.flex: гибкий аккумулятор емкостью в 3000 мач
Корейская компания Jenax представила гибкий аккумулятор с емкостью в 3000 мАч, который можно комкать, как бумагу. Для демонстрации возможностей своей разработки, создатели J.Flex комкали аккумулятор, складывали в несколько слоев и даже формировали фигурки оригами.
Похоже, что технология подоспела как раз вовремя — ведь различные компании выпускают «умную» одежду различных типов, где используется обычный аккумулятор, а это неудобно для пользователя, по ряду причин. Кроме того, потихоньку растет и тренд гибких устройств, где тоже требуется надежный гибкий аккумулятор.
Как уже говорилось выше, емкость такой батареи вполне приличная — ее хватит для большинства смартфонов, и уж тем более, для носимой электроники с ее энергоэффективными чипами и умной одежды. Сама батарея — Li-Ion, тут ничего революционного, разработчики обновили лишь структуру аккумулятора (тут особо подробности не раскрываются). Батарею такого типа можно использовать в фитнес-браслетах, где сам браслет может уже включать батарею, по всей длине. Это, как говорилось выше, может быть и умная одежда, разного рода гибкие устройства. Аккумулятор J.Flex очень удобен и для разработчиков обычных устройств — ведь для него нужно минимум места, аккумулятор можно изгибать, приклеивать к стенкам, подгонять под форму корпуса устройства.
Кроме того, что батарея гибкая, она еще и тонкая, так что подобный аккумулятор идеален даже для крупных устройств — планшетов, больших смартфонов и т.п. Толщина аккумулятора — 2,3 мм, сама батарея состоит из нескольких квадратных ячеек с длиной стороны в 80 мм и емкостью 1000 мАч каждая. Понятно, что чем больше ячеек, тем больше емкость. «Простыня» длиной 3 метра, шириной в 0,2м и толщиной в 0,5 мм будет иметь емкость в 17500 мАч. Толщина аккумулятора может быть разной, от этого будет зависеть и емкость батареи.
Батарея не боится воздействия воды, так что здесь проблем тоже не видится.
Бумажный аккумулятор
В конце ХХ века был разработан бумажный аккумулятор учеными университета в городе Линчепинг. Данная разработка была сделана в области физики и названа «энергетической бумагой». Она сворачивается и комплектуется рулонами, что удобно транспортировать и перевозить. Применение этой бумаги широкое. К примеру, из нее можно делать оригами. Это очень гибкая бумажная продукция, которая отлично подходит как аккумулятор для разных технических устройств.
Кроме практичности, бумажный аккумулятор получают при помощи несложной технологии. Основа – это наноцеллюлоза и полимеры, которые имеют проводящие свойства. Также требуется обычная бумага, измельчается потоками воды. Полученная смесь хорошо проводит ток, но в состав добавляют полимеры. Затем следует еще несколько технологических этапов производства. В результате получается сверхтонкая и гибкая бумага, которая к тому же и весит очень мало.
Внешне бумажный аккумулятор похож на виниловую пленку. Он обладает водонипроницаемостью и энергоемкостью. Один лист бумаги размером полтора метра способен накопить около 10 фарад. Энергия, аккумулирующаяся в данном устройстве, может вырабатывать из возобновляемых источников. В дальнейшем данное изобретение возможно будет использовать в качестве солнечных батарей.
Опыты показывают, что заряжать бумажный аккумулятор можно больше сотни раз. Процесс зарядки листика среднего размера занимает время около 60 секунд. Если говорить о составе, то наноцеллюлоза не содержит вредных веществ, таких как металлы, токсические элементы и химические соединения.
Группа ученых, разработавших бумажный аккумулятор, решили продемонстрировать миру свое изобретение. Они сделали великолепную фигурку лебедя в технике оригами с бумаги. Птица получилась не только красивой, но и гибкой, прочной. Те, кто пришел на презентацию, получил незабываемое впечатление от показа.
Если быть точными, то на данный момент аналогов гибкой бумаги, которую можно использовать в качестве аккумулятора, не существует. Главой группы ученых, которые разработали эту бумагу, является профессор Ксавье Криспана. Он имеет намерения в дальнейшем продвигаться в области разработки нанобумаги и производства бумажных аккумуляторов. Таким образом, небольшой лист бумаги можно использовать не только по прямому назначению, но и для заряда гаджетов, не зависимо от того, как далеко вы находитесь от источника электроэнергии.