پژوهشگرانی از کشور سوئیس، نوعی باتری بر پایه کاغذ را ابداع کرده اند که می تواند برای تامین برق وسایل الکترونیکی کوچک مورد استفاده قرار گیرد، ضمن آن سازگاری زیست محیطی بالایی را از خود نشان می دهد.
محققان سوئیسی موفق به ابداع یک باتری کاغذی یک بار مصرف شده اند که با یک قطره آب فعال شده و انرژی مورد نیاز وسایل الکترونیکی را تامین می نماید.
به گفته دانشمندان آزمایشگاه فدرال علوم و فناوری مواد سوئیس، از این باتری می‌توان برای تامین انرژی طیف گسترده‌ای از وسایل الکترونیکی کم‌مصرف مانند برچسب‌های هوشمند برای ردیابی اشیاء، حسگرهای محیطی و دستگاه‌های تشخیص پزشکی استفاده کرد و اثرات زیست‌محیطی آن ها را نیز به حداقل رساند.
باتری مورد اشاره از حداقل یک سلول به اندازه یک سانتی متر مربع و متشکل از سه جوهر که بر روی یک نوار مستطیلی کاغذ چاپ شده اند، ساخته شده است.
نمک کلرید سدیم در سراسر نوار کاغذ پخش می شود و یک انتهای کوتاه تر آن در موم فرو می رود. جوهر حاوی دانه های گرافیت که به عنوان انتهای مثبت باتری یا کاتد عمل می کند، روی یکی از طرف های صاف کاغذ چاپ می شود در حالی که جوهر حاوی پودر روی، که به عنوان انتهای منفی باتری یا آند عمل می کند. در سمت عقب کاغذ چاپ می شود.
علاوه بر این، یک جوهر حاوی دانه‌های گرافیت و کربن سیاه در دو طرف کاغذ، روی دو جوهر دیگر چاپ می‌شود. این جوهر دو سر مثبت و منفی باتری را به دو سیم متصل می کند که در انتهای کاغذ آغشته به موم قرار دارند.
هنگامی که مقدار کمی آب روی این باتری کاغذی اضافه شود، نمک های داخل کاغذ حل می شوند و یون های باردار آزاد می شوند. این یون ها باتری را با پراکنده شدن در کاغذ فعال می کنند و در نتیجه روی را در جوهر انتهای منفی باتری الکترون آزاد می کنند.
اتصال سیم‌ها به یک دستگاه الکتریکی مدار را می‌بندد تا الکترون‌ها از انتهای منفی – از طریق جوهر، سیم‌ها و دستگاه حاوی گرافیت و کربن سیاه – به انتهای مثبت (جوهر حاوی گرافیت) منتقل شوند، جایی که به اکسیژن موجود در هوای اطراف می پیوندند. این واکنش ها یک جریان الکتریکی تولید می کند که می تواند برای تغذیه دستگاه استفاده شود.
محققان برای نشان دادن توانایی باتری خود در راه اندازی وسایل الکترونیکی کم مصرف، دو سلول را در یک باتری ترکیب کردند و از آن برای روشن کردن یک ساعت زنگ دار با نمایشگر کریستال مایع یا ال سی دی استفاده کردند.
تجزیه و تحلیل عملکرد باتری یک سلولی فوق نشان داد که پس از اضافه شدن دو قطره آب، باتری در عرض ۲۰ ثانیه فعال می شود و هنگامی که به یک دستگاه مصرف کننده انرژی متصل نمی شود، به ولتاژ پایدار ۱.۲ ولت می رسد.
به گفته آن ها، زیست تخریب‌پذیری کاغذ و عنصر روی می‌تواند باتری آن‌ها را قادر سازد تا اثرات زیست‌محیطی وسایل الکترونیکی یک بار مصرف و یا کم مصرف را به حداقل برسانند.
این یافته های جالب توجه را نشریه جهانی Scientific Reports منتشر کرده است.
