Швейцарские ученые представили модель батареи из бумаги. Она работает при контакте с водой, а после завершения срока службы полностью разлагается, сообщаетScientific Reports.
Модель назвали Empa. По словам разработчиков, она подойдет для применения в одноразовых медицинских диагностических устройствах, датчиках окружающей среды и «умных» этикетках.
Батарейка состоит из нескольких ячеек. Размер каждой из них не превышает одного квадратного сантиметра, а бумажная основа пропитана хлоридом натрия (поваренной солью). Один конец обработан восковым покрытием, к которому крепятся две проволоки.
На одну из сторон бумаги ученые нанесли чернила с графитовыми хлопьями – они служат катодом. На другую – чернила с цинковым порошком (анод).
Затем оба слоя покрыли третьей краской, содержащей графитовые хлопья и сажу. Она соединила анод и катод с двумя проводами.
Ученые пояснили, что при попадании на батарею воды происходит растворение соли и высвобождение заряженных ионов. Ионы рассеиваются через влажный бумажный электролит и вызывают окисление цинка в аноде, из-за чего происходит высвобождение электронов.
Окислительно-восстановительные реакции генерируют электрический ток, который можно использовать для питания внешнего устройства. Эксперимент показал, что для активации батарейки требуется всего несколько капель воды. Она смогла достичь напряжения в 1,2 В. Батарейка работала в течение часа, пока бумага в ее основании не высохла.
Важно, что устройство является биоразлагаемым. Ученые планируют усовершенствовать свое изобретение, чтобы высыхание бумаги перестали быть препятствием для его работы.
Как устранить недостаток витамина D осенью и зимой?