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加點(diǎn)水,這種一次性紙電池就能激活

來(lái)源:  發(fā)布時(shí)間:2022年08月04日 作者:

在紙上加點(diǎn)水,這張紙就可以變成一次性電池。研究者認(rèn)為,該電池可以被用于驅(qū)動(dòng)各種低功率、一次性可丟棄的電子器件,例如追蹤物品的智能標(biāo)簽、環(huán)境傳感器和醫(yī)學(xué)診斷設(shè)備,同時(shí)在使用中將環(huán)境影響降到最低。


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某材料測(cè)試與開(kāi)發(fā)研究所研究人員設(shè)計(jì)的這種電池,主要由一個(gè)1平方厘米的電池單元組成,還包含3種印在長(zhǎng)方形紙帶上的油墨。紙帶上分布著氯化鈉,紙帶較短端浸了蠟。含有石墨薄片的油墨印制在紙帶一面,作為電池組正極;含有鋅粉的油墨印制在紙帶的另一面,作為電池組負(fù)極。這種油墨將電池組正負(fù)極和兩根電線連接起來(lái),電線位于有蠟的那端。

加上一點(diǎn)水,紙帶上的鹽會(huì)溶解,釋放出帶電離子。這些離子在紙帶上彌散激活電池組,讓電池組負(fù)極油墨中的鋅釋放電子。連在電子設(shè)備上的電線能接通電路,讓電子經(jīng)過(guò)含石墨和炭黑的油墨、電線和設(shè)備,從負(fù)極轉(zhuǎn)移到正極(含石墨的油墨),并在那里被轉(zhuǎn)移到周?chē)难鯕饫铩_@些反應(yīng)產(chǎn)生的電流可用于驅(qū)動(dòng)設(shè)備。


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為展示這種電池驅(qū)動(dòng)低功率電子器件的能力,研究者把兩個(gè)電池單元結(jié)合成一個(gè)電池組,用它驅(qū)動(dòng)一個(gè)有液晶顯示器的鬧鐘。對(duì)電池組的性能分析顯示,加入兩滴水,電池組會(huì)在20秒內(nèi)激活。當(dāng)不連接耗能設(shè)備的時(shí)候,電池組能達(dá)到穩(wěn)定的1.2伏,一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)AA堿性蓄電池的電壓是1.5伏。1小時(shí)后,電池組性能因?yàn)榧垙埜稍锒杆傧陆?。但是再滴兩滴水,該電池組能再維持穩(wěn)定的0.5伏工作電壓達(dá)1個(gè)小時(shí)以上。


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研究者提出,紙張和鋅的生物可降解性,使這種電池能夠最大程度減少可丟棄、低功率電子器件帶來(lái)的環(huán)境影響。他們認(rèn)為,通過(guò)在油墨中使用較少的鋅,這種電池的可持續(xù)性還可以進(jìn)一步改進(jìn),這也會(huì)使電池產(chǎn)生的電流得到精確控制。

 

 

 

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