Бумажные батареи складываются, как оригами и работают на грязной воде и бактериях – новая технология ученых из США

Ученый из Бингемтонского университета (Нью-Йорк, США) - Чхве Сокхын разработал технологию производства дешевых и экологически чистых элементов питания. Новая миниатюрная батарея изготавливается из бумаги, а за аккумуляцию энергии будут отвечать вода и особый вид бактерий. Разработка американского инженера может быть использована для питания различных мобильных устройств, датчиков и различной микроэлектроники в регионах, где отсутствуют традиционные источники питания, при различных стихийных бедствиях и пр. «Бумажная» батарея получила название «микробная топливная ячейка», а результаты работы ученого были опубликованы в журнале NanoEnergy.

Инновационный элемент питания получает необходимую энергию из процессов жизнедеятельности микроорганизмов. По заявлению Чхве Сокхына, в неочищенной воде любой реки или озера содержится достаточное количество органических соединений и различных бактерий. Нанесенная на бумажную подложку капля такой воды может служить источником энергии. Бумага отлично впитывает воду, является недорогим материалом и не причиняет вреда окружающей среде.

Экологичные мини-батареи распечатывают на бумажной основе, которая компактно слаживается и удобно транспортируется. Катод такого элемента питания выполняется из тонкого слоя никеля, напыленного на картонную подложку, а анод изготавливается из частиц углерода, напыленного на противоположной стороне. Между собой их разделяет специальный гидрофобный слой. Все эти элементы наносятся с помощью одной из разновидностей трафаретной печати – шелкографии. Стоимость производства одной такой органической микробатарейки находится в пределах 5 центов, сообщается в исследовании.

Читайте также: Smart Palm – «умная пальма» питается энергией солнца, снабжает прохожих интернетом и заряжает смартфоны

Японское древнее исскуство складывания фигур из бумаги – оригами – вдохновило авторов проекта на применение способа, с помощью которого несколько печатных элементов складываются в батарейный блок с большей мощностью. Так, ток напряжением в 0,12 В и внешним сопротивлением 470 кОм можно получить путем складывания в систему четырех элементов.

Внутрь такой оригами-батарейки добавляется грязная вода с активными бактериями, которая затем распространяется по всей площади элементов благодаря капиллярному эффекту. Через некоторое время бумажная «фигурка» разворачивается, тем самым облегчая свободный доступ кислорода к катодам (кислород способствует увеличению энергоэффективности элементов).

Интересно, что это не первая попытка изготовить «бумажные» батарейки. Так, китайский конструктор Цзун Чи-Сянь представил ранее свою собственную разработку – микро-зарядку для смартфонов под названием «Mini Power», завоевавшую премию Red Dot Design Award. Также стоит отметить новую технологию ученых из США – дешевые микросхемы на основе целлюлозы.

Источник geektimes.ru