محققان در بخش الکترونیک و کامپیوتر مهندسی در بینگهمتون دانشگاه ایالتی در ایالات متحده باتری کاغذی یکبار مصرف است که ادغام باکتری به کاغذ و تولید برق از طریق باکتری را توسعه داده اند.
شکل ∣ منبع: چوی Seokheun
چوی Seokheun استادیار در این تیم می گوید مبتنی بر کاغذ الکترونیک مزیت منحصر به فرد است که انعطاف پذیر و پایدار و سازگار با محیط زیست، ارزان و خوب خواص مکانیکی و عایق و سیال است. باتری و میکرو الکترونیک قدرت برای طیف گسترده ای از دستگاه های مانند مصرف دستگاه های پزشکی، سنسورهای هوشمند حمل و نقل و غيره ارائه می کنند.
توسعه سریع باتری و میکرو الکترونیک محصولات منجر به نوآوری در طراحی تجهیزات الکترونیکی و توجه بیشتر به حفاظت از محیط زیست خود. تخمین زده می شود که بیش از 50 میلیارد دلار از تجهیزات الکترونیکی بیش از 5 سال آینده اضافه خواهد شد.
توسعه سریع همان زمان برخی از مشکلات، به عنوان مثال، به دلیل عمر کوتاه تجهیزات منجر به تعداد زیادی از تجهیزات الکترونیکی پایان زندگی مشکلات می پردازش خواهد آورد. گزارش شده است که باتری های لیتیوم یون و supercapacitors مزایای چگالی انرژی بالا، بسیار سبک وزن و می تواند بر روی لایه انعطاف پذیر یکپارچه. با این حال, لیتیوم یون باتری از مواد سمی زیست تخریب پذیر ساخته شده و مصرف انرژی بالا در روند آماده سازی می تواند باعث آسیب به محیط زیست.
تکنولوژی های جمع آوری انرژی جایگزین, مانند سلول های خورشیدی و نانو ژنراتور و ژنراتورهای حرارتی نیز استفاده از تعداد زیادی از فلزات سنگین غیر قابل تجدید، نسوز و پلیمرهای.
در نتیجه، توسعه تیم چوی کاغذ باتری مزیت روشن است در ضایعات کاغذ باتری، باکتری ها می شود 'بلعیده'، به تخریب. علاوه بر این، گفت: چوی "مزیت استفاده از کاغذ به عنوان بستر دستگاه است که می تواند آن را متصل در پشت سر هم یا در موازات که انباشته/تاشو در خواهد شد, می توان آن را.
' کار تیم چوی توسط بنیاد ملی علوم (USD 300.000) مورد حمایت قرار گرفت. اوایل 2015، آنها اکسیژن مصرفی از تنفس خود اسپری نیکل بر روی کاغذ و توسعه باتری که چین به بلوک های مربع (اندازه جعبه بازی) استفاده می شود. کل هزینه از باتری فقط 5 سنت است.
آنها تائید می کنید که باتری کاغذی ارائه مقدار بسیار کمی از برق اما این ایده بزرگ قادر به ترکیب با باکتری به باتری با استفاده از این منابع در همه جا حاضر است.
به تازگی، در جلسه شماره 256 سالانه کنگره شیمی آمریکا (19 اوت) چوی گزارش چگونه باتری بیولوژیکی فعال بودند و چگونه عمر مفید خود را بهبود. اصل سلول های باکتریایی که بیوشیمیایی انرژی ذخیره شده در مواد آلی از طریق تنفس باکتری می تواند تبدیل به انرژی زیستی است.
فرآیند تبدیل شامل یک سری از واکنش های که در مولکول های زیستی (حامل های الکترونیکی) رخ می دهد. باتری کاغذ باکتری محور توسعه یافته توسط تیم چوی روی کاغذ با یخ خشک 'تولید برق باکتری"قرار داده شد. تولید برق از باکتری می تواند انتقال الکترون خارج از سلول و تماس الکترود خارجی به برق فراهم می کند.
برای فعال کردن باتری آنها اضافه کردن آب و یا بزاق دهان. حداکثر قدرت باتری کاغذ 4µw/cm2 برسد، چگالی جریان 26µa/cm2 برسد. چوی گفت نتایج به مراتب بالاتر از باتری کاغذی میکروبی بودند. با این حال، با این حال، عملکرد پویا هنوز بسیار کم کاربرد آن محدود است.
به منظور دستیابی به برنامه های کاربردی تجاری تراکم قدرت در حال حاضر باید حداقل 1000 بار بار افزایش یافته است. در واقع تیم چوی تنها تیم تحقیقاتی است که باتری های مبتنی بر کاغذ نیست. در 2017، محققان از اسپانیا، کانادا و ایالات متحده گزارش nonmetal، جریان ردوکس زیست تخریب پذیر باتری برای سناریو قابل حمل، یک بار استفاده. باتری که برای 100 دقیقه اجرا در خاک به خاک سپرده شد و تحت درمان با تخريب ميكروبي شبیه به کمپوست حیاط خلوت.
ضرر بالقوه باتری است چوی، می گوید که biodegradability نیاز به شرایط درمان مطلوب دفن زباله.
تیم چوی کاغذ باتری توسط باکتری کمپلکسهای بدون دفن زباله تخریب شد و چوی گفت: خود جدیدترین مقاله پلیمر کامپوزیت زیستی سلول به راحتی تخریب در آب بودند.
با استفاده از کاغذ باکتری رانده باتری چوی می گوید: انرژی به مکان های مختلف حتی در جایی که هیچ شبکه آداپتورهای برق و ماشین حساب وجود دارد ارائه می. علاوه بر این، تکنیک های نوآورانه مهندسی می تواند مورد استفاده قرار گیرد برای کنترل قطر الیاف در کاغذ از بین بردن زبری و شفافیت، بنابراین گسترش منطقه برنامه کنترل.
ترکیب کاغذ با سازمان های آلی و معدنی و بیولوژیک گسترش حوزه مهندسی امکانات و باعث می شود مقاله سکوی قابل دوام ' برای نسل بعدی محصولات الکترونیکی. در حال حاضر، زندگی ذخیره سازی باتری کاغذ 4 ماه است. چوی تیم سعی در بهبود بقا و عملکرد باکتری های یخ خشک به عمر طولانی دارد.
آنها همچنین برای اختراع ثبت شده اعمال خواهد شد و به دنبال شرکای صنعتی جهت ترویج تجاری. کاغذ دفتر بزرگ تغییر بدن! می تواند مورد استفاده قرار گیرد را سازگار با محیط زیست محور حفاظت از محیط زیست | 'کاغذ باتری'