Što je papirna baterija?

Prema članku koji je objavio Institut Hamilton, na odlagalištima otpada diljem svijeta nalazi se više od 15 milijardi baterija. Procjenjuje se da su oko 89 posto uobičajene baterije za kućanstvo ili alkalne baterije. To stvara razne probleme okolišu. Akumulatorska kiselina je vrlo toksična, teški metali mogu iscuriti u dovod vode i, ako se spale, komponente uzrokuju onečišćenje zraka.

Izum papirnate baterije hvaljen je kao učinkovita “zelena” ili ekološki prihvatljiva tehnologija. Baterija, koja je napravljena od do 90 posto celuloze, nije deblja od običnog lista papira za pisač, debljine oko 025 mm (00098 inča). Zbog svog sastava, papirna baterija je potpuno netoksična i potpuno biorazgradiva.

Stvorena 2007. godine od strane grupe studenata na Politehničkom institutu Rensselaer u Troyu u New Yorku, papirna baterija je rezultat papira prožetog ugljičnim nanocjevčicama, koje papiru omogućuju provođenje struje. Ugljična nanocijev je mala žica u obliku cilindra izrađena od ugljika, prirodne tvari koja je osnova većine života na planetu. Uvođenje ugljičnih nanocijevi u papirnatu bateriju daje joj jedinstveno svojstvo. Za razliku od većine baterija koje se koriste, papirna baterija se može uvrnuti, zgužvati, oblikovati ili savijati u različite oblike i ne izgubiti nikakav integritet. Fleksibilnost nanocijevi omogućuje da se te radnje događaju, a baterija će biti jednako učinkovita bez obzira u koji je oblik uvijena.

Papir je također prožet elektrolitima u obliku tekuće soli, što poboljšava vodljiva svojstva baterije. Zbog svog visoko vodljivog stanja, papirnate baterije mogu funkcionirati i kao normalna litij-ionska baterija i kao superkondenzator. To znači da baterija može pohraniti i regulirati veće količine električne energije.

U procesu stvaranja baterije ne sudjeluje voda. Zbog toga baterija ima funkcionalni temperaturni raspon od -100 do 300 stupnjeva Fahrenheita (-73 do 149 stupnjeva Celzija). Širok raspon temperatura predstavlja niz mogućnosti za korištenje, uključujući okruženja s visokim temperaturama i smrzavanjem u kojima normalne baterije mogu biti podložne lomljenju, pucanju ili pucanju. Također, s obzirom na jedinstvenu konstrukciju baterije, medicinska zajednica baci oko na bateriju za korištenje u srčanim stimulansima.

Papirna baterija je napravljena kao potpuno integrirani uređaj, za razliku od većine alkalnih baterija koje sadrže nekoliko komponenti. Nanocijevi se nakon stvaranja ugrađuju u papir, a elektroliti se natapaju u celulozu. To znači da su sve komponente međusobno povezane na molekularnoj razini, dajući papirnatim baterijama još jednu razinu trajnosti.