تولید باتری کاغذی با ترکیب سلولز و نانولوله‌های کربنی

توسط شهریور 25, 1399 اخبار فناوری

با ترکیب سلولز و نانولوله‌های کربنی، باتری ساخته شده که به‌صورت کاغذی بوده و انعطاف‌پذیری بالایی دارد. این محصول می‌تواند به‌عنوان خازن نیز به کار رود.

تولید باتری کاغذی با ترکیب سلولز و نانولوله‌های کربنیبا ظهور خودروهای الکتریکی و انواع مختلف ادوات برقی، تقاضا برای باتری‌های موثرتر و کوچک‌تر در حال افزایش است. با این‌حال در باتری‌های امروزی مسائل زیادی در رابطه با دفع آن‌ها پس از استفاده وجود دارد. چراکه مواد سمی و خطرناک در ساخت باتری‌ها استفاده می‌شود. این مسائل موجب شده تا تولید باتری‌های کاغذی جذاب باشد.

یک باتری کاغذی هم به‌عنوان باتری و هم خازن قابل استفاده است. این نوع باتری بسیار نازک، الاستیک و سبک بوده که با ترکیب سلولز و نانولوله‌های کربنی ایجاد می‌شود. در این باتری از مایع یونی به‌عنوان الکترولیت استفاده می‌شود. مایع یونی چیزی نیست جز یک محلول نمکی که در آن یون‌ها به‌گونه‌ای هماهنگ شده‌اند که برق تولید شود.

باتری کاغذی مزایای زیادی دارد، آن‌ها انعطاف‌پذیر بوده و می‌توانند به‌عنوان خازن نیز به کار روند. در شرایطی قادرند ولتاژ پایدار طولانی‌مدت را تامین کنند. یکی از ویژگی‌های جالب باتری‌های کاغذی دامنه وسیع دمای کارکرد آن‌ها است که از ۷۷- درجه سانتی‌گراد تا ۱۰۰ درجه سانتی‌گراد قابل استفاده هستند. یک مزیت دیگر آن‌ها، امکان بازیافت این نوع باتری‌ها است که دلیل آن استفاده از سلولز در آن‌ها است.

مفهوم باتری کاغذی به یک دهه قبل بازمی‌گردد، زمانی‌که رابرت لینهاردت از موسسه پلی‌تکنیک رنسلر نشان داد که می‌توان چنین باتری‌هایی را تولید کرد. او سلولزی که در ورق کاغذی وجود دارد را لایه‌لایه کرد و روی نانولوله‌های کربنی قرار داد، نانولوله‌هایی که جریان برق را از خود عبور می‌دهند. البته این ساختار بسیار صلب بود که بتوان از آن به‌عنوان باتری استفاده کرد.

این مشکل توسط دانشگاه استنفورد حل شد، آن‌ها جوهری از نانولوله‌های کربنی را با آب و سورفکتانت ساختند و به کاغذ اضافه کردند. جوهر به راحتی در کاغذ پخش شده و پس از خشک شدن در کوره و تبخیر آب، نانولوله‌ها در کاغذ قرار گرفته و می‌توانند جریان الکتریسیته را از خود عبور دهند.

باتری‌های کاغذی کاربردهای متنوعی می‌توانند داشته باشند، از آن‌ها می‌توان در دستگاه‌های پزشکی یک‌بار مصرف یا حسگرها و ادوات پوشیدنی استفاده کرد.

منبع : پایگاه خبری فناوری نانو ایران

مطالب مرتبط :