Ученые стремятся создать экологически чистую альтернативу коммерческим батареям. Японские исследователи показали прототип литий-ионного аккумулятора с водой в качестве электролита. Теперь инженеры из Наньянского технологического университета Сингапура протестировали биоразлагаемые батареи на основе бумаги с плотностью энергии ≈26 мВт/ч см-3. Исследователи рассчитывают, что их аккумуляторы пригодятся для создания гибких носимых электронных устройств.
Чтобы разработать тонкий прототип батареи, не требующий твердой оболочки, ученые Наньянского технологического университета использовали лист целлюлозной бумаги и укрепили его специальным гидрогелем для заполнения промежутков между волокнами. На эту основу с двух сторон нанесли электроды при помощи трафаретной печати: анод (из цинка и технического углерода) и катод (из марганца и никеля). После печати электродов, аккумулятор погрузили в электролит. Затем на электроды нанесли слой тонкой золотой фольги для увеличения проводимости.
В ходе эксперимента, описанного в научном журнале Advanced Science, команда продемонстрировала, как батарея размером 4×4 см и толщиной 0,4 мм в течение 45 минут поддерживала работу небольшого электрического вентилятора. Она не прекращала подавать энергию, даже когда ее гнули и скручивали.
Если «бумажный» аккумулятор в конце срока службы закопать в землю, то он полностью разложится в течение нескольких недель.
«Никель или марганец, используемые в катодах, останутся в форме оксида или гидроксида, которые близки к природным минералам. Цинк, содержащийся в аноде, будет окисляться естественным путем и образует нетоксичный гидроксид», — заявил профессор Фань Хунцзинь, один из руководителей исследования.