Elektronické zariadenia a hračky vyžadujú a Zdroj (buď striedavý prúd alebo jednosmerný prúd), tento zdroj energie je možné napájať priamo zo sieťového zdroja alebo z elektrických batérií. Batériu je možné definovať ako elektronické zariadenie pozostávajúce z (jedného alebo viacerých) elektrochemických článkov. Chemická energia elektrochemických článkov sa môže premeniť na elektrickú energiu. Na základe rôznych kritérií sú batérie klasifikované do rôznych typov, takže na základe stavu nabitia sú klasifikované ako nabíjateľné batérie a nedobíjateľné batérie. Pokrok v technológii vyvinul ekologickejšie a flexibilnejšie batérie, napríklad papierové batérie. V tomto článku poďme diskutovať o konštrukcii a práci papierových batérií. Primárne však musíme vedieť, čo je to papierová batéria.
Papierová batéria
Papierová batéria
Flexibilné a tenké úložisko energie, ktoré sa dá použiť ako batéria, sa nazýva papierová batéria. Táto papierová batéria sa dá použiť aj ako kondenzátor. Túto batériu je možné vyrobiť zlúčením nanorúrok (vyrobených z uhlíka) a nanokompozitného papiera (vyrobených z celulózy). Papierová batéria sa skladá z vlastnosti batérie - vysokoenergetickej úložnej kapacity a vlastnosti super kondenzátor - vysoká hustota energie, a teda produkuje extrémnu energiu.
Konštrukcia papierovej batérie
Medzi hlavné komponenty použité na výrobu papierovej batérie patria:
- Uhlíková nanorúrka (CNT) používaný pre katódový terminál
- Pre anódový vývod sa používa kovový lítium (Li +)
- Rôzne typy elektrolytov, ktoré zahŕňajú krv, moč a pot (ktoré sa označujú ako bio-elektrolyty)
- Papier (separátor celulózy)
Sedem jednoduchých krokov pre výrobu papierovej batérie
Krok 1: Vezmite papier na báze celulózy a naneste na ňu čierny uhlíkový atrament
Krok 2: Naneste tento atrament nanesený na papier
Krok 3: Po rozotrení atramentu nalaminujte tenký film na povrch celulózy
Krok 4: Celulózový papier sa zahrieva 5 minút na 80 stupňov C
Krok 5: Potom film zo substrátu odlepte
Krok 6: Elektródy papierovej batérie sú tvorené fóliou. Elektrolyty LTO a LCO sú spojené s rôznymi filmami
Krok 7: Fungovanie papierovej batérie je možné skontrolovať pripojením pólov batérie k LED
Štruktúra batérie z papiera
Papierová batéria funguje
Bežné nabíjateľné batérie, ktoré používame v každodennom živote, pozostávajú z rôznych separačných zložiek, ktoré sa používajú na výrobu elektrónov s chemickou reakciou kovu a elektrolytu. Ak sa papier batérie ponorí do kvapaliny na báze iónov, batéria začne pracovať, t. vyrába sa elektrina pohybom elektrónov z terminálu katódy na terminál anódy. Je to spôsobené chemickou reakciou medzi elektródami papierovej batérie a kvapaliny. Vďaka rýchlemu toku iónov v priebehu niekoľkých sekúnd (10 s) sa energia počas nabíjania uloží do papierovej elektródy. Skladaním rôznych papierových batérií jeden na druhý sa dá zvýšiť výkon papierovej batérie.
Papierová batéria funguje
Pretože papierové batérie sú navzájom veľmi úzko spojené, aby sa zvýšil ich výkon, je pravdepodobné, že medzi nimi dôjde ku skratu anódová svorka a katódová svorka . Ak je anódová svorka v kontakte s katódovou svorkou, vo vonkajšom obvode nebude prúdiť žiadny prúd. Preto, aby sa zabránilo skratu medzi anódou a katódou, je potrebná bariéra alebo separátor, ktorý môže byť splnený separátorom papiera.
Nanorúrky používané pre papierovú batériu
Papierová batéria = papier (celulóza) + uhlíkové nanorúrky
Papierovú batériu je možné použiť na rôzne aplikácie, pretože uľahčuje výhody, ako je skladanie, krútenie, formovanie, pokrčenie, tvarovanie a rezanie bez toho, aby bola ovplyvnená jej účinnosť. Pretože papierové batérie sú kombináciou celulózového papiera a uhlíkových nanorúrok, čo umožňuje výhody dlhodobého používania, stáleho výkonu a návalov energie. Odhaduje sa, že tieto typy papierových batérií sa používajú na napájanie vozidiel novej generácie a lekárskych prístrojov.
Vlastnosti papierovej batérie
Vlastnosti papierovej batérie možno rozpoznať podľa vlastností celulózy, ako sú vynikajúca pórovitosť, biologická odbúrateľnosť, netoxicita, recyklovateľnosť, vysoká pevnosť v ťahu, dobrá absorpčná kapacita a nízka pevnosť v šmyku, a tiež podľa vlastností uhlíkových nanorúrok, ako sú napr. nízka hustota hmoty, flexibilita, vysoká hustota balenia, ľahkosť, lepšia elektrická vodivosť ako kremík, tenká (okolo 0,5 až 0,7 mm) a nízky odpor.
Výhody papierovej batérie
- Na rozdiel od konvenčné batérie , papierovú batériu je možné použiť skladaním, rezaním a rolovaním.
- Papierová batéria funguje ako batéria aj ako kondenzátor.
- Papierová batéria je moderné úložné zariadenie s ultratenkou veľkosťou.
- Má špeciálne vlastnosti, ako je ekonomickejší, biologicky odbúrateľný a biologicky kompatibilný.
- Môže sa generovať papierová batéria elektrická energia 1,5 V.
- Výstupné napätie papierovej batérie je možné prispôsobiť na základe požiadavky.
Nevýhody papierovej batérie
- Uhlíkové nanorúrky používané v papierových batériách sú veľmi drahé.
- Odpad z papierovej batérie môže pri vdýchnutí poškodiť pľúca.
- Elektronický odpad generujú papierové batérie.
Aplikácie papierovej batérie
Aplikácie papierových batérií
Existuje mnoho aplikácií pre papierové batérie v rôznych oblastiach. V elektronike sa papierová batéria zvyčajne používa v mobilných telefónoch, notebookoch, kalkulačkách, fotoaparátoch, myšiach, klávesniciach, zariadeniach Bluetooth atď. Podobne aj v lekárskych vedách o umelých tkanivách, kozmetike, systémoch dodávania liekov atď. V automobiloch a lietadlách sa papierové batérie používajú v hybridné vozidlá kvôli ich nízkej hmotnosti.
Máte záujem o projektovanie projekty elektroniky s vlastnými inovatívnymi nápadmi? Potom pošlite svoje nápady, návrhy a komentáre do sekcie komentárov nižšie, aby ste získali ďalšiu technickú pomoc.
