研究人員開發了一種帶有水開關的紙電池,可用於為一次性電子產品供電。
瑞士聯邦材料科學與技術實驗室 (EMPA) 的團隊測試了該論文電池將其中兩個連接到鬧鐘的數位顯示器上。
在被兩滴水激活後,它在 20 秒內開始工作,並持續為顯示器持續供電一個小時,直到它開始變乾。紙質電源的最大穩定電壓為 1.2 伏,而 AA 電池產生的電壓為 1.5 伏特。
紙電池可以用來做什麼?
一旦他們解決了開發中的一些問題,它就可以用於智慧標籤來追蹤包裹等物體。研究人員表示,其他應用包括環境感測器甚至醫療設備。但即使不進行調整以防止其乾燥,水開關也可用於檢測濕度。
由於紙和鋅是可生物降解的,他們相信電池可以幫助減少對環境的影響免洗電子產品。
研究的合著者 Gustav Nyström 表示:“我們的新型電池的特別之處在於,相比之下,許多金屬空氣電池使用的金屬箔會隨著電池的耗盡而逐漸消耗。”
“我們的設計允許我們僅在墨水中添加特定應用實際需要的鋅量。”
紙電池如何運作?
為了製造電池,團隊首先使用了一條紙它已浸入鹽水中,然後晾乾。
將含有石墨片的墨水印刷到條帶的一側以製成電池的正極端子。另一側則使用含有鋅粉的墨水來製作負極端子。
然後在紙的兩面都印上石墨片和炭黑的混合物(就像燒焦的蔬菜上的煙灰),以連接負極和正極。
當添加水時,鹽溶解並釋放帶電離子。在負極端子,這些離子與鋅接觸,導致鋅氧化(與導致金屬生鏽的過程相同)並釋放電子。
然後,連接到紙電池的電氣設備就完成了電路,這意味著電子可以通過該設備從負極端子流向正極端子。它們在這裡被排放到空氣中。
總而言之,這個過程會產生可用於為電子設備供電的電流。