Ученые из Швейцарских федеральных лабораторий материаловедения и технологий разработали бумажную батарейку, которая накапливает заряд при помощи воды и подвергается разложению после того, как её утилизируют. С её помощью уже удалось запитать будильник с ЖК-экраном. Разработчики назвали своё изобретение Empa.

Её можно использовать в разных сферах. В частности, в различных датчиках параметров окружающей среды (температуры, влажности), а в также одноразовых приборах для диагностики в медицине.

Аккумулятор Empa состоит из нескольких ячеек. Каждая из них имеет площадь 1 см2, оснащена подложкой из бумаги, пропитанной раствором NaCl (обычной поваренной соли). На одном конце нанесено покрытие из воска, к которому подсоединены две тонкие металлические проволоки.

На верхней стороне имеется специальный состав, в котором находятся графитовые частицы. Эти чернила служат в электрической схеме катодом. На нижней стороне каждой ячейки имеются чернила с частицами цинка. Данная смесь является анодом.

С двух сторон на чернила наносится слой краски, которая содержит частицы графита и сажу. Эта краска соединяет анодные и катодные чернила с двумя проводниками.

При нанесении на аккумуляторную батарейку воды происходит растворение соли в бумажной подложке, и тем самым освобождаются заряженные ионы. Данные ионы проникают через смоченную бумажную поверхность на противоположную сторону ячейки. И в это время цинк окисляется в аноде, освобождая электроны.

В итоге эти химические реакции окисления и восстановления создают электрический ток, который возможно применять для электроснабжения наружного электрического прибора.

Во время проведения эксперимента в лаборатории двухэлементная модификация батареи с успехом смогла запитать небольшой будильник с жидкокристаллическим экраном.

Всего двух водяных капель хватает для активации одного элемента на время, равное примерно 20 секундам. Напряжение на батарейке доходило до 1.2 В. Производительность устройства существенно понизилась через час, так как к этому времени бумага уже практически высохла. Тем не менее, после добавления ещё двух водяных капель процесс возобновился, рабочее напряжение при этом достигало 0.5 В. Для сравнения, величина напряжения стандартной щелочной «пальчиковой» батарейки составляет 1,5 В. Поэтому пока можно говорить лишь о первых шагах в этом направлении. Исследований и экспериментов предстоит ещё много.

Однако многие производители автономных электрическим приборов уже заинтересовались этим открытием, оптимистично рассматривая перспективу использования таких экологически чистых батарей в будущем. Главное преимущество — безопасность для окружающей среды, так как цинк и бумага подвержены биоразложению.

Информация: https://p-el.ru/