只需加水即可激活一次性纸质电池

《科学报告》的原理验证研究中介绍了一种水活化一次性纸电池。作者建议，它可用于为各种低功耗、一次性使用的电子产品(例如用于跟踪物体的智能标签、环境传感器和医疗诊断设备)供电，并将其对环境的影响降至最低。

电池_由 Gustav Nyström 及其同事设计，由至少一个尺寸为 1 平方厘米的单元组成，并由打印在矩形纸条上的三种墨水组成。氯化钠盐分散在整个纸条中，其较短的一端已浸入蜡中。一种含有石墨片的墨水，作为电池的正极(阴极)，印刷在纸的一个平面上，而含有锌粉的墨水，作为电池的负极(阳极)，印在纸的反面。此外，在纸的两面，在其他两种墨水之上，印有含有石墨片和炭黑的墨水。这种墨水将电池的正极和负极连接到两根电线，这两根电线位于纸的浸蜡端。

当加入少量水时，纸中的盐会溶解并释放出带电离子。这些离子通过分散在纸张中来激活电池，导致电池负极端的墨水中的锌释放电子。将电线连接到电气设备上会关闭电路，以便电子可以从负端(通过含石墨和炭黑的墨水、电线和设备)转移到正端(含石墨的墨水)并转移到正端(含石墨的墨水)到周围空气中的氧气。这些反应产生可用于为设备供电的电流。

为了证明他们的电池能够运行低功耗电子设备，作者将两个电池组合成一个电池，并用它为带有液晶显示器的闹钟供电。对单节电池的性能分析表明，加入两滴水后，电池在 20 秒内激活，在不连接耗能设备的情况下，达到 1.2 伏的稳定电压。标准 AA 碱性电池的电压为 1.5 伏。一小时后，由于纸张干燥，单节电池的性能显着下降。然而，在再加入两滴水后，它又保持了 0.5 伏的稳定工作电压超过一小时。

作者提出，纸和锌的生物降解性可以使他们的电池最大限度地减少一次性低功率电子产品对环境的影响。他们建议，通过最大限度地减少墨水中锌的使用量，可以进一步提高电池的可持续性，这也可以精确控制电池产生的电量。

标签：