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全球通訊!Empa研究人員開發(fā)水激活的紙電池 可能帶來更環(huán)保的一次性技術(shù)

時間:2022-07-29 08:44:09 來源: cnBeta.COM



(資料圖)

該電池由瑞士聯(lián)邦材料科學(xué)與技術(shù)研究所(Empa)的科學(xué)家們開發(fā),旨在用于 “智能”運(yùn)輸標(biāo)簽、環(huán)境傳感器和一次性醫(yī)療診斷設(shè)備等應(yīng)用。

在其目前的概念驗(yàn)證形式中,該電池由一個以上的連接單元組成。每個的尺寸為一平方厘米,其紙質(zhì)基底浸漬有氯化鈉(又稱食鹽)。它的一端有一個蠟質(zhì)涂層,兩根導(dǎo)線連接在上面。

在紙的一面印有一種含有石墨片的墨水,作為陰極。另一面印有含有鋅粉的墨水,作為陽極。在紙的兩面,覆蓋這兩種墨水的是第三種含有石墨片和碳黑的墨水--它將陰極和陽極連接到一端的兩根電線上。

一旦少量的水被施加到電池上,液體會使紙中的鹽溶解,釋放出帶電離子。當(dāng)這些離子分散在濕潤的紙質(zhì)電解液中時,它們導(dǎo)致陽極中的鋅被氧化,釋放出電子。

“這些電子然后可以從含鋅的陽極--通過含石墨和碳黑的墨水、導(dǎo)線和設(shè)備--轉(zhuǎn)移到石墨陰極,在那里它們被轉(zhuǎn)移到--并因此減少--來自環(huán)境空氣的氧氣,”Empa解釋說。“這些氧化還原反應(yīng)(還原和氧化)從而產(chǎn)生電流,可用于為外部電氣設(shè)備供電。”

在一次實(shí)驗(yàn)室測試中,兩節(jié)電池的版本成功地為一個帶有液晶顯示屏的小鬧鐘供電。

此外,人們發(fā)現(xiàn),僅僅兩滴水就足以在20秒內(nèi)激活一個電池。當(dāng)沒有連接到一個耗能設(shè)備時,該電池的電壓達(dá)到了1.2伏。該電池的性能在一小時后明顯下降--因?yàn)榧垙堊兏闪?-盡管它能夠在另一個小時內(nèi)保持0.5伏的工作電壓,一旦再滴上兩滴水。

首席科學(xué)家Gustav Nystr?m教授相信通過進(jìn)一步的工程設(shè)計,紙張的干燥應(yīng)該不會成為那么大的限制因素。他之前開發(fā)了一種可生物降解的微型電容器。

這項研究在最近發(fā)表于《科學(xué)報告》雜志的一篇論文中進(jìn)行了描述。


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