ახლად შექმნილი, წყლით გააქტიურებადი ქაღალდის ერთჯერადი ბატარეა გვპირდება, რომ დიდ გავლენას მოახდენს ერთჯერადი გამოყენების ელექტრონიკაზე — მაგალითად, მედიცინისა და მრეწველობის დარგებში გამოყენებულ დროებით მოწყობილობებზე.
მკვლევართა მიერ წარმოდგენილი ბატარეა ბიოდეგრადირებადია, დამზადებულია მდგრადი მასალებისგან და იაფია. გარდა ამისა, მისი წარმოება შესაძლებელია სხვადასხვა ზომებში და ფორმებში, საჭიროების მიხედვით.
ორუჯრედიანი ბატარეა საკმარისი აღმოჩნდა LCD მაღვიძარა საათის კვებისთვის. მიუხედავად იმისა, რომ უახლოეს მომავალში ის თქვენს ლეპტოპს ნამდვილად არ დატენის, დიდი პოტენციალი აქვს დაბალი სიმძლავრის სენსორებსა და ტრეკერებში გამოყენების მხრივ.
„წარმოგიდგენთ ქაღალდის დაბეჭდილ ბატარეას, რომელიც შექმნილია ერთჯერადი გამოყენების ელექტრონიკისთვის და გარემოსადმი ზიანის შესამცირებლად“, — წერს მკვლევართა ჯგუფი პუბლიკაციაში.
მკვლევართა განცხადებით, ბატარეა ეფუძნება ლითონ-აირის ელექტროქიმიურ უჯრედს, რომელიც ანოდში თუთიას იყენებს ბიოდეგრადირებადი ლითონის სახით, კათოდში გრაფიტს, ელექტროდებს შორის გამყოფად ქაღალდს და წყალზე დაფუძნებულ ელექტროლიტს.
ბატარეა დამზადებულია ნატრიუმის ქლორიდის მარილის დიფუზიური ქაღალდისგან და შესაძლებელია, რომ მისი ზომა ერთი კვადრატული სანტიმეტრიც კი იყოს; ეფუძნება ნაბეჭდ მელნებს: ერთი მელანი გრაფიტის ქერცლებს შეიცავს და კათოდის როლს ასრულებს (დადებითი დაბოლოება), ქაღალდის მეორე მხარეს დაბეჭდილი კი თუთიის ფხვნილს შეიცავს და ანოდის (უარყოფითი დაბოლოება) როლს ასრულებს.
მესამე მელანი შედგება გრაფიტის ქერცლებისა და ნახშირბადის შავი საღებავისგან; დაბეჭდილია ორივე მხარეს, სხვა დანარჩენი ორი მელნის მაღლიდან და დადებით და უარყოფით დაბოლოებებს ორ სადენთან აერთებს. სადენები ცვილით არის დაფარული და ქაღალდის ერთ ბოლოზეა მიმაგრებული.
ამის შემდეგ, საჭიროა მხოლოდ მცირე ოდენობის წყალი, სულ რაღაც ორი წვეთი. ის ქაღალდში მარილს შლის და გამოყოფს დამუხტულ იონებს, რომლებიც შემდეგ, გადაადგილებისას, ბატარეას ააქტიურებენ. ელექტრულ მოწყობილობასთან სადენების მიბმის შედეგად, წრედი იხურება, რაც იმას ნიშნავს, რომ შესაძლებელია ელექტრონების უარყოფითი დაბოლოებიდან გადაეცეს დადებით დაბოლოებას.
ქაღალდის ბატარეის სტაბილური ძაბვა 1,2 ვოლტს შეადგენს და ახლოს არის სტანდარტული ტუტოვანი AA ბატარეის დონესთან (1,5 ვოლტი). ბატარეა ენერგიის გამომუშავებას წყლის დამატებიდან 20 წუთის შემდეგ იწყებს, როგორც ეს ექსპერიმენტებში გამოჩნდა.
„ეს წარმოაჩენს, რომ მიუხედავად სტანდარტულ ტექნოლოგიებთან შედარებით ენერგიის შეზღუდული სიმკვრივისა, ჩვენი ბატარეა მაინც რელევანტურია ფართო სპექტრის დაბალენერგიული ელექტრონიკისათვის“, — წერენ მკვლევრები.
მიუხედავად იმისა, რომ წარმადობა დროთა განმავლობაში მცირდება, ქაღალდის გაშრობასთან ერთად, მისი შევსება შესაძლებელია გარკვეულწილად მეტი წყლით. დამატებითი წყლით, ბატარეას მაინც შეუძლია 0,5 ვოლტის გამომუშავება პირველი გააქტიურებიდან ორი საათის შემდეგაც.
ამ დროისათვის, ეს პრინციპის დამადასტურებელი კვლევაა, მაგრამ პუბლიკაციაში წარმოდგენილი ბატარეის წარმოება არც ისე რთულია. მკვლევართა განცხადებით, მომავალში მათ ბატარეის ეფექტიანობის გაზრდა სურთ, ასევე უნდათ, რომ მან უფრო დიდხანს იმუშაოს.
კვლევა Scientific Reports-ში გამოქვეყნდა.
მომზადებულია ScienceAlert-ის მიხედვით.
