Биоразлагаемая батарея, напечатанная на 3D-принтере

В ближайшие годы количество микроустройств, передающих данные, резко возрастет. Все эти устройства нуждаются в энергии, но количество батарей может оказать серьезное влияние на окружающую среду. Исследователи разработали биоразлагаемый мини-конденсатор, который может решить эту проблему. Новая батарея состоит из углерода, целлюлозы, глицерина и поваренной соли и изготовлена ​​с использованием 3D-принтера.

Устройство для изготовления представляет собой модифицированный коммерчески доступный 3D-принтер, который распределяет смесь нановолокон целлюлозы и нанокристаллитов целлюлозы, а также углерод в виде сажи, графита и активированного угля. Чтобы разжижить все это, исследователи используют глицерин, воду и два разных типа спирта, а также щепотку поваренной соли для ионной проводимости.

Чтобы построить функционирующий суперконденсатор из этих ингредиентов, необходимы четыре слоя, которые вытекают из 3D-принтера один за другим:гибкая подложка, проводящий слой, электрод и, наконец, электролит. Затем все это складывается, как бутерброд, с электролитом в центре.

Мини-конденсатор может хранить электричество в течение нескольких часов и уже может питать небольшие цифровые часы. Он выдерживает тысячи циклов зарядки и разрядки и годы хранения даже при отрицательных температурах, а также устойчив к давлению и ударам. Когда батарея больше не нужна, ее можно выбросить в компост или просто оставить на природе. Через два месяца конденсатор распадется, оставив лишь несколько видимых частиц углерода.

Гелевый материал является не только экологически чистым, возобновляемым сырьем, но и его внутренний химический состав делает его чрезвычайно универсальным. Суперконденсатор вскоре может стать ключевым компонентом Интернета вещей. Такие конденсаторы можно кратковременно заряжать, например, с помощью электромагнитного поля, а затем обеспечивать питание датчика или микропередатчика в течение нескольких часов. Это может быть использовано, например, для проверки содержимого отдельных посылок во время доставки. Возможно также питание датчиков в мониторинге окружающей среды или сельском хозяйстве — нет необходимости снова собирать эти батарейки, так как они могут разлагаться в природе.

Количество электронных микроприборов также будет увеличиваться за счет гораздо более широкого использования лабораторной диагностики у пациента (тестирование в месте оказания медицинской помощи), которая в настоящее время находится на подъеме. Среди них небольшие тестовые устройства для использования у постели больного или устройства для самотестирования для диабетиков.