Батарея, напоминающая маленький листок бумаги, могла проложить путь к новому поколению чрезвычайно гибких, дешевых, и безвредных для окружающей среды источников энергии.Традиционная батарея имеет три основных элемента: раствор электролита составил из положительных и отрицательных ионов, два электрода, сделанные из различных материалов, между которыми ионы текут, и мембрана сепаратора, через которую положительные и отрицательные ионы проходят в противоположных направлениях. Попытки сделать батареи менее большими и более гибкими встретились с ограниченным успехом, в основном из-за проблем объединения этих элементов в более тонкие материалы. Бригада ученых, возглавляемых химиком Робертом Линхардтом, материаловедом Пуликелем Аджаяном и инженером Омкарамом Нэламасу из Ренселлеровского политехнического института в Трое, Нью-Йорк, задалась вопросом, могла ли бы бумага быть ответом.
Для создания новой батареи исследователи растворили клетчатку, растительный материал раньше делал бумагу в жидком соляном растворе. Они тогда добавили микроскопические углеродные нанотрубки, и позвольте смеси сохнуть.
Те шаги привели к тонкой пленке, напомнившей листок бумаги, который был белым на одной стороне и черным с нанотрубками на другом. Для завершения батареи бригада впитала клетчатку с литием hexafluorophosphate раствор и покрыла белую сторону мембраны с металлическим литием. Углеродные нанотрубки служили одним электродом и металлическим литием другой. Раствор обеспечил электролит, и клетчатка работала распорной деталью.
Каждый грамм бумаги производит приблизительно 10 миллиамперов потока в 2 В, и исследователи смогли использовать батареи для включения болельщика и светодиода. Укладка многократных листов увеличивает энергию, бригада сообщает онлайн на этой неделе в Продолжениях Национальной академии наук. В отличие от других гибких батарей, бумажная батарея полностью объединена, говорит Линхардт.
Батарея имеет другие преимущества. Это работает в температурах настолько же высоко как 150°C и всего-70°C, это сохраняет гибкость бумаги, и, потому что это сделано из 90%-й клетчатки, дешево произвести. Его низкая токсичность также делает его источником силы притяжения для медицинских устройств, таких как вещества, от скорости реакций которого зависит скорость других реакций и насосы инсулина, говорит Линхардт.
Начальные результаты «очень воодушевляют», говорит инженер-электрик Сэндипэн Праманик из университета Альберты в Эдмонтоне, Канада. В дополнение к медицинским заявлениям он думает, что технология обеспечит лучший способ наполнить сотовые телефоны и ноутбуки.
Прежде чем это происходит, однако, Праманик говорит, что инженеры должны будут найти способ произвести бумажные батареи в крупном масштабе.