Компьютерные новости
Все разделы
«Бумажные батареи» - для электроники нового поколения
Экологически чистые «бумажные батареи» - источники питания для электроники нового поколения.
Гибкие и тонкие устройства для хранения энергии на основе нанокомпозитной бумаги
Новый материал выглядит как обычный лист копировальной бумаги. Однако это вовсе не копирка, а продукт нанотехнологий, способный обеспечить питание многих электронных устройств нового поколения.
Созданный прототип батареи, помещающийся между пальцами, обеспечивает напряжение 2,5 В, что достаточно для питания небольших устройств, например, вентилятора. Аккумулятор может работать в широком диапазоне температур – от минус 78 до 150 градусов Цельсия. То есть, рабочий диапазон температур охватывает все сферы, в которых сегодня используется электронные устройства
Работа под названием "Гибкие устройства для хранения энергии на основе нанокомпозитной бумаги" появилась в понедельник в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. Ученые из Rensselaer Polytechnic Institute и MIT описывают процесс изготовления нанокомпозитного материала, который на 90% состоит из целлюлозы, такой же, какая используется для приготовления самых разных сортов бумаги или картона, поэтому придает материалу сходство с бумагой.
В целлюлозу добавляют углеродные нанотрубки (они-то и придают листу бумаги черный цвет), которые служат в качестве электродов.
Материал обладает замечательными механическими и электрическими свойствами. Как и простую бумагу, его можно резать на части, сворачивать в трубку, создавать разнообразные формы, складывать в стопку (при этом увеличивается напряжение и ток батареи). Принцип действия батареи такой же, как и у литиевого аккумулятора.
Что еще более удивительно - представленная разработка может работать как обычный аккумулятор, постепенно отдавая энергию потребителю, или в качестве конденсатора, практически мгновенно отдавая весь заряд. Если их разрезать на равные части, то их можно использовать и как полноценные аккумуляторы, но с вдвое сниженной емкостью.
Бумага может быть не только вторичным химическим источником тока, но и суперконденсатором, способным хранить и быстро отдавать большой электрический заряд, сообщает Arc Technica.
Главным козырем устройств являются их чрезвычайно компактные размеры - не толще обычного листа бумаги.
Исследователи разработали несколько вариантов батарей на основе нанокомпозитной бумаги. В одном из них используется безводный жидкий электролит - этот вариант отличается наиболее широким диапазоном температур эксплуатации, именно из-за отсутствия в нем воды, которая может выкипать или вымораживаться. В другом варианте, напротив, в качестве электролита может быть использован ионный водный раствор, в том числе кровь, моча или пот. Такие варианты можно использовать для питания различных имплантируемых устройств.
Исследователи пока не разработали способ массового производства нанокомпозитной бумаги. Исходные материалы для нее недороги, и ученые надеются, что им удастся создать такую же простую технологию, какая используется в современных типографиях для печатания газет.
Практически вся портативная электроника питается от аккумуляторов или батареек, которые «отъедают» солидную часть полезного объема и утяжеляют устройства. Малый вес батареи делает ее хорошим кандидатом на использование в транспортных средствах.
