環球微速訊:一次性“紙基電池”了解下?兩滴水即可激活 用完就能生物降解
(原標題:一次性“紙基電池”了解下?兩滴水即可激活 用完就能生物降解)
財聯社上海7月29日訊(編輯 黃君芝)盡管回收和再利用總是成為人們大力提倡的要點,但在現實生活中,確實有許多簡單且低功耗的小型電子設備,往往是一次性的。也正因為如此,“一次性電池”也是科學家們感興趣的研究領域之一。
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近期,瑞士聯邦材料科學與技術研究所(Empa)的科學家們就研發了一種更為環保的“紙基電池”,它只需用水就能激活,而且一旦丟棄就會被生物降解。
研究人員表示,這種電池可用于“智能”運輸標簽、環境傳感器和一次性醫療診斷設備等應用。
據悉,在目前的概念驗證中,該電池由多個連接單元組成。每個電池大小為1平方厘米,其紙質基底浸漬有氯化鈉(又稱食鹽)。它的一端有一層蠟質涂層,上面連有兩根導線。
具體而言,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上述的兩根導線上。
一旦少量的水被施加到電池上,液體會使紙中的氯化鈉溶解,釋放出帶電離子。當這些離子在濕潤的紙質電解液中擴散時,它們會導致陽極中的鋅被氧化,釋放出電子。
在一次實驗室測試中,兩片這樣的電池成功地為一個帶有液晶顯示屏的小鬧鐘供電。
Empa解釋說,“這些電子可以從含鋅的陽極,通過含石墨和碳黑的墨水、導線和設備,轉移到石墨陰極,在那里它們會與環境中的氧氣發生氧化還原反應,從而產生電流,并為外部設備供電?!?/p>
值得注意的是,研究人員發現,僅僅兩滴水就足以在20秒內激活一個電池。當沒有連接到一個耗能設備時,該電池的電壓達到了1.2伏。該電池的性能會在一小時后明顯下降,因為紙張變干了。但只要再滴兩滴水,它就能在0.5伏的電壓下再工作一個小時。
這項研究成果已于近期發表在了《科學報告》雜志上。Empa首席科學家Gustav Nystr?m教授相信,通過進一步的工程設計,紙張的干燥應該不會成為這種電池的限制因素。他之前曾開發過一種可生物降解的微型電容器。
關鍵詞: 生物降解