В каждом источнике питания содержатся тяжелые металлы, среди которых имеются цинк, никель, кадмий и свинец — в небольшом количестве в них содержится даже ртуть. Находясь внутри корпуса батарейки, эти вещества не могут нанести никакого вреда. Но когда внешняя оболочка разрушается, что обычно происходит на свалках, одна батарейка может отравить сотни литров воды и десятки квадратных километров земли.
Ученые пытаются разработать более безопасные для природы и человека источники питания и время от времени делятся весьма интересными проектами. Например, недавно была создана батарейка, основными элементами которой является бумага и вода. Как же работает это технологическое чудо?
Бумажная батарейка для электроники
Бумажная батарейка занимает минимум места, потому что ее размер равен всего лишь одному квадратному сантиметру. Он очень просто в создании, потому что в конструкции нет ничего сложного — для производства нужен разве что 3D-принтер и специальные чернила. Процесс изготовления выглядит максимально просто: ученые взяли небольшой кусочек бумаги и нанесли на него чернила с добавлением графита (катод) и цинка (анод). Поверх них наносится еще один слой чернил, которые играет роль проводов, соединяющих положительный и отрицательный концы батарейки.
Бумажная батарейка и небольшие часы
По словам авторов научной работы, для активации батарейки нужна всего лишь пара капель воды — процесс активации происходит примерно спустя 20 секунд после намокания бумаги. Жидкость растворяет находящиеся в бумаге соли и высвобождает заряженные ионы, которые затем активируют батарею по мере их перемещения. Это очень краткое описание принципа работы экологически чистой батарейки — самое главное, что получается в итоге.
Для чего нужна бумажная батарейка
А в итоге получается почти полноценная батарея на 1,2 вольта — ее вполне можно сравнить с батарейкой формата АА. К сожалению, на данный момент изобретение не может питать устройства долгое время. И уж тем более ее нельзя использовать для зарядки смартфона или работы другой хотя бы немного крупной техники. В рамках испытаний, ученые смогли использовать источник энергии только для работы часов с небольшим дисплеем.
У аккумулятора есть большой минус — он перестает работать, когда капли воды высыхают. Но, по словам изобретателей, ничто не мешает добавить еще немного жидкости. Они попробовали сделать это в ходе испытаний и выяснили, что после дополнительных капель воды батарейка выделяет еще около 0,5 вольта энергии.
К сожалению, зарядить ноутбук при помощи бумажной батарейки не получится
Вряд ли созданный аккумулятор будет использоваться для чего-то большего. Ученые позиционируют его как батарейку для небольших медицинских датчиков — обычно они являются одноразовыми и после использования выбрасываются. Вместе с ними на свалке оказываются и используемые в них батарейки которые, как уже отмечалось выше, вредят природе и людям. Если бумажная батарея будет доведена до ума, ее можно будет использовать в небольшой одноразовой технике и хотя бы немного способствовать очищению планеты от опасного мусора.
С появлением одноразовой электроники, растет потребность в батареях с низким воздействием на окружающую среду, — считают авторы научной работы.
Какими будут батарейки будущего
Разработкой альтернативных батареек занимаются многие группы ученых. В начале 2022 года немецким исследователям удалось создать самую маленькую в мире батарейку — по размерам ее можно сравнить с пылинкой. Как и описанный выше источник питания, крошечный аккумулятор планируется использовать в медицинских датчиках. Например, его можно вставить в кардиостимуляторы, которые потребляют примерно 15-40 микроватт энергии — немецкая батарейка вполне может справиться с этой задачей.
Самая маленькая батарейка рядом с крупицей соли
Читать далее →
Свежие комментарии