Urządzenia elektroniczne i gadżety wymagają pliku zasilacz (AC lub DC), to zasilanie może być pobierane bezpośrednio z sieci zasilającej lub z baterii elektrycznych. Baterię można zdefiniować jako urządzenie elektroniczne składające się z (jednego lub więcej) ogniw elektrochemicznych. Energię chemiczną ogniw elektrochemicznych można przekształcić w energię elektryczną. W oparciu o różne kryteria baterie są klasyfikowane do różnych typów, tak że na podstawie stanu, w którym można je ponownie naładować, są klasyfikowane jako akumulatory i baterii jednorazowego użytku. Postęp w technologii umożliwił stworzenie przyjaznych dla środowiska i bardziej elastycznych baterii, takich jak baterie papierowe. W tym artykule omówimy konstrukcję i działanie baterii papierowej. Ale przede wszystkim musimy wiedzieć, czym jest bateria papierowa.
Bateria papierowa
Bateria papierowa
Elastyczne i cienkie urządzenie do przechowywania energii, które może być używane jako bateria, nazywa się baterią papierową. Ta papierowa bateria może być również używana jako kondensator. Ta bateria może być wyprodukowana przez połączenie nanorurek (wykonanych z węgla) i papieru nanokompozytowego (wykonanych z celulozy). Bateria papierowa składa się z właściwości baterii - zdolności magazynowania dużej energii oraz właściwości baterii super kondensator - wysoka gęstość energii, a tym samym wytwarza ekstremalną moc.
Konstrukcja baterii papierowej
Główne komponenty użyte do budowy baterii papierowej to:
- Nanorurka węglowa (CNT) używany do zacisku katody
- Metal litu (Li +) używany do końcówki anody
- Różne rodzaje elektrolitów, które obejmują krew, mocz i pot (określane jako bioelektrolity)
- Papier (separator celulozowy)
7 prostych kroków do budowy baterii papierowej
Krok 1: Weź papier celulozowy i nałóż na niego czarny atrament węglowy
Krok 2: Rozprowadź ten atrament nałożony na papier
Krok 3: Po rozprowadzeniu tuszu laminujemy cienką folią na powierzchni celulozy
Krok 4: Podgrzewaj papier celulozowy przez 5 minut w 80 stopniach C
Krok 5: Następnie zdejmij folię z podłoża
Krok 6: Elektrody baterii papierowej są utworzone z folii. Elektrolity LTO i LCO są podłączone do różnych folii
Krok 7: Działanie baterii papierowej można sprawdzić podłączając zaciski baterii do diody LED
Struktura baterii papierowej
Bateria papierowa działa
Konwencjonalne akumulatory, których używamy na co dzień, składają się z różnych elementów separujących, które są używane do produkcji elektronów w reakcji chemicznej metalu i elektrolitu. Jeśli po zanurzeniu papieru akumulatora w płynie na bazie jonów, akumulator zacznie działać, tj. wytwarzana jest energia elektryczna przez ruch elektronów od zacisku katody do zacisku anody. Wynika to z reakcji chemicznej między elektrodami baterii papierowej a cieczą. Ze względu na szybki przepływ jonów w ciągu kilku sekund (10 sekund) energia zostanie zmagazynowana w papierowej elektrodzie podczas ładowania. Układając różne baterie papierowe jeden na drugim, można zwiększyć wydajność baterii papierowej.
Bateria papierowa działa
Ponieważ baterie papierowe są ze sobą bardzo ściśle połączone w celu zwiększenia ich wydajności, istnieje ryzyko wystąpienia zwarcia między zacisk anodowy i zacisk katodowy . Jeśli raz zacisk anody zetknie się z zaciskiem katody, to nie będzie przepływu prądu w obwodzie zewnętrznym. Tak więc, aby uniknąć zwarcia między anodą a katodą, potrzebna jest bariera lub separator, który może spełnić separator papieru.
Nanorurki używane do baterii papierowej
Bateria papierowa = papier (celuloza) + nanorurki węglowe
Akumulator papierowy może być używany do różnych zastosowań, ponieważ zapewnia takie korzyści, jak składanie, skręcanie, formowanie, zgniatanie, kształtowanie i cięcie bez wpływu na jego wydajność. Ponieważ baterie papierowe są połączeniem papieru celulozowego i nanorurek węglowych, co zapewnia korzyści wynikające z długotrwałego użytkowania, stałej mocy i wyrzutów energii. Szacuje się, że tego typu baterie papierowe będą używane do zasilania pojazdów i urządzeń medycznych następnej generacji.
Właściwości baterii papierowej
Właściwości baterii papierowej można rozpoznać po właściwościach celulozy, takich jak doskonała porowatość, biodegradowalność, nietoksyczność, możliwość recyklingu, wysoka wytrzymałość na rozciąganie, dobra zdolność absorpcji i niska wytrzymałość na ścinanie, a także właściwości nanorurek węglowych, takich jak niska gęstość masy, elastyczność, wysoka gęstość upakowania, lekkość, lepsza przewodność elektryczna niż krzem, cienka (około 0,5 do 0,7 mm) i niska rezystancja.
Zalety baterii papierowej
- w przeciwieństwie do konwencjonalne baterie , bateria papierowa może być używana przez składanie, cięcie i zwijanie.
- Bateria papierowa działa zarówno jako bateria, jak i kondensator.
- Bateria papierowa to nowoczesne urządzenie do przechowywania o ultra cienkich rozmiarach.
- Ma specjalne właściwości, takie jak bardziej ekonomiczne, biodegradowalne i biokompatybilne.
- Bateria papierowa może się generować energia elektryczna 1,5V.
- Napięcie wyjściowe baterii papierowej można dostosować w zależności od wymagań.
Wady baterii papierowej
- Nanorurki węglowe używane w baterii papierowej są bardzo drogie.
- Marnotrawstwo baterii papierowej może spowodować uszkodzenie płuc w przypadku wdychania.
- Straty elektroniczne są generowane przez baterie papierowe.
Zastosowania baterii papierowej
Zastosowania baterii papierowych
Istnieje wiele zastosowań baterii papierowych w różnych dziedzinach. W elektronice papierowa bateria jest zwykle używana w telefonach komórkowych, laptopach, kalkulatorach, aparatach, myszach, klawiaturach, urządzeniach Bluetooth i tak dalej. Podobnie w naukach medycznych dotyczących sztucznych tkanek, kosmetyków, systemów dostarczania leków i tak dalej. W samochodach i samolotach baterie papierowe są używane w pojazdy hybrydowe ze względu na ich niewielką wagę.
Jesteś zainteresowany projektowaniem projekty elektroniczne z własnymi innowacyjnymi pomysłami? Następnie zamieść swoje pomysły, sugestie i komentarze w sekcji komentarzy poniżej, aby uzyskać dalszą pomoc techniczną.
