Сингапурские ученые из Наньянского технологического университета (NTU) разработали бумажные биоразлагаемые батареи на основе цинка, которые могут стать реальной альтернативой традиционным элементам питания для гибких и носимых электронных устройств.
Цинковые батареи NTU состоят из электродов (через которые электрический ток поступает в непосредственно в батарею) напечатанных на обоих сторонах куска целлюлозной бумаги, усиленной гидрогелем. После выхода из строя аккумулятор может быть захоронен в почве, где он полностью разлагается в течение месяца.
Доказывающий жизнеспособность концепции эксперимент был описан в научном журнале Advanced Science, где команда NTU показала, как лист печатной бумажной батареи размером 4 см x 4 см может питать небольшой электровентилятор на протяжении 45 минут. При этом изгиб или скручивание аккумулятора не прерывали поступление энергии.
В другом эксперименте с использованием светодиода, ученые продемонстрировали, что несмотря на обрезку частей бумажной батареи, подключенный к ней светодиод продолжал работать. Таким образом выяснилось, что удаление части батареи не влияет на ее функциональность.
Ученые считают, что их разработка может быть легко интегрирована в гибкую электронику, в частности в такие устройства как складные смартфоны или биомедицинские датчики для мониторинга здоровья.
Традиционные батареи поставляются в самых разных модификациях и размерах, и выбор правильного типа для вашего устройства может быть сложным процессом. В своей работе мы показали простой, дешевый способ изготовления батареи, которую можно порезать до желаемых форм и размеров без потери эффективности. Эти функции делают наши бумажные аккумуляторы идеальными для интеграции в гибкую электронику, - сказал соавтор исследования, профессор Фан Хунжин из NTU.
Достоинством новой батареи также является отсутствие необходимости переработки электронных отходов, поскольку она не токсична и не требует применения алюминия или пластика для изготовления корпусных компонентов. Отсутствие упаковочных слоев также позволяет хранить больше энергии в меньших объемах устройства, что значительно увеличивает его эффективность.
Для того, чтобы разработать более тонкий, легкий прототип без использования упаковки, ученые NTU применили сэндвич-дизайн, в котором электроды похожи на ломтики хлеба, а целлюлозная бумага выполняет роль наполнителя бутерброда. Связующим звеном для волокон целлюлозы служит гидрогель, который одновременно является и разделителем для печатных электродов (цинкового анода и катода из марганца и никеля). После печати электродов, батарея погружается в электролит, затем на них наносится слой тонкой золотой фольги для увеличения проводимости. Окончательный продукт получается толщиной около 0,4 мм, что примерно соответствует толщине двух человеческих волосков.
Гидрогель и целлюлоза, естественно, могут легко поглощаться бактериями, грибами и другими микроорганизмами, а сама батарея может быть просто похоронена в почве в конце своего срока службы. Под землей она разрушается в течение нескольких недель. Чтобы продемонстрировать полную биоразлагаемость бумажной батареи, ученые NTU поместили ее в почву крышного сада института, где она разложилась за две недели.
Следующей задачей для команды NTU станет демонстрация возможности полной интеграции бумажной батареи с различной печатной электроникой, электронной кожей, а также с другими экологичными системами хранения энергии.
Источник: ntu.edu.sg
|
|
|
|
|
|
В течение многих лет различные компании обещают разработать водородные двигатели, утверждая, что водород это чистое топливо будущего. При этом особого прогресса в этом отношении ранее не наблюдалось.
Но такая ситуация может скоро измениться согласно заявлению, на днях опубликованному японскими автопроизводителями, Toyota и Yamaha объединили свои усилия для разработки V-образного 5,0-литрового
В течение многих лет различные компании обещают разработать водородные двигатели, утверждая, что водород это чистое топливо будущего. При этом особого прогресса в этом отношении ранее не наблюдалось.
Но такая ситуация может скоро измениться согласно заявлению, на днях опубликованному японскими автопроизводителями, Toyota и Yamaha объединили свои усилия для разработки V-образного 5,0-литрового
Компания Satellite Vu из Великобритании намерена вывести на околоземную орбиту семь аппаратов с инфракрасными датчиками температуры, которые должны сыграть важную роль в борьбе с глобальным потеплением на снимках со спутников будут отчётливо видны источники утечки тепла в домах, офисах и городах в целом
В течение многих лет различные компании обещают разработать водородные двигатели, утверждая, что водород это чистое топливо будущего. При этом особого прогресса в этом отношении ранее не наблюдалось.
Но такая ситуация может скоро измениться согласно заявлению, на днях опубликованному японскими автопроизводителями, Toyota и Yamaha объединили свои усилия для разработки V-образного 5,0-литрового
Международная группа ученых под руководством представителей Лундского университета в Швеции показала, как солнечная энергия может преобразовывать углекислый газ в топливо с использованием передовых материалов и сверхбыстро
Как известно, основное назначение фотоэлементов это преобразование света в энергию, но китайские ученые доказали, что их также можно использовать для обеспечения подводной беспроводной оптической связи с высокоскоростной передачей данных. Новый подход, в котором в качестве детекторов используется масс
