Nowa papierowa bateria może zasilać proste urządzenia przez dobre dwie godziny
Bateria została opracowana przez Gustava Nyströma i jego laboratoryjnych współpracowników i składa się z co najmniej jednego ogniwa o wymiarach jednego centymetra kwadratowego, który został wykonany z wykorzystaniem trzech atramentów. Te z kolei zostały nadrukowane na prostokątnym kawałku papieru pokrytym chlorkiem sodu, którego krótsza krawędź została zanurzona w wosku. Mowa dokładnie o wydruku z płatkami grafitu (katodzie) na jednej i z proszkiem cynkowym (anodzie) na drugiej stronie. Łączy je atrament, obejmujący połączenie płatków grafitowych i sadzy, który zapewnia jednocześnie kontakt z przewodami umieszczonymi na zanurzonym w wosku końcu papieru.
Czytaj też: Po raz pierwszy zaobserwowano “niewidzialne” zjawisko. Nadprzewodniki wysokotemperaturowe bez tajemnic?
W praktyce działa to tak, że sole zawarte w papierze, rozpuszczają się po ekspozycji na niewielką ilość wody, uwalniając naładowane jony. Jony te rozprzestrzeniają się po papierze, aktywując samą baterię, co powoduje, że cynk w tuszu na ujemnym końcu baterii uwalnia elektrony. Podłączenie przewodów do urządzenia elektrycznego zamyka obwód, dzięki czemu elektrony są transportowane z ujemnego końca (katody) do dodatniego (anody), gdzie są już przenoszone do tlenu w otaczającym powietrzu. Wspólnie cały ten łańcuch reakcji generuje prąd elektryczny, który może być wykorzystany do zasilania urządzenia.
Czytaj też: Hipersoniczne samoloty na węgiel! Eksperymenty chińskich naukowców zakończone sukcesem
Aby zademonstrować zdolność tej nietypowej papierowej baterii do zasilania elektroniki o niskim poborze mocy, autorzy połączyli dwie z nich w jedno ogniwo i wykorzystali takie połączenie do zasilania budzika z wyświetlaczem ciekłokrystalicznym. Po dodaniu dwóch kropli wody, bateria aktywowała się w ciągu 20 sekund i sama w sobie generowała prąd o stabilnym napięciu rzędu 1,2 V, a dla przypomnienia, napięcie standardowej baterii alkalicznej AA wynosi 1,5 V.
Czytaj też: Transformatory energetyczne będą bardziej niezawodne. To pokłosie ostatnich postępów
Trwałość papierowej baterii jest jednak obecnie niewielka, bo po godzinie testów jej wydajność znacznie spadła z powodu wysychania papieru. Dodatkowa wilgoć sprawiła, że dodatkowo zapewniała stabilne napięcie na poziomie 0,5 V przez ponad jedną dodatkową godzinę.
