Un groupe de scientifiques suisses a développé une batterie basse consommation respectueuse de l'environnement et entièrement biodégradable pour l'électronique portable et les capteurs. La batterie commence à fonctionner après avoir appliqué quelques gouttes d'eau sur sa surface. Un prototype d'une paire de tels éléments a alimenté une horloge électronique pendant plus d'une heure. On s'attend à ce que ces éléments minimisent les dommages environnementaux causés par le flux croissant d'électronique intelligente.
Le prototype de la pile est une bande de papier ordinaire enduite de sel de table ordinaire (voir l'article dans Nature). Une couche de flocons de graphite a été ajoutée sur un côté du papier - cela se fait à l'aide d'une peinture spécialement conçue. Ainsi, la batterie reçoit une cathode. Une anode sous la forme d'une couche d'un mélange de graphite et de zinc est appliquée au verso du papier. Pour démarrer les réactions redox dans la batterie, ce qui conduira à la génération de courant électrique, il suffit de mettre quelques gouttes d'eau ordinaire dessus.
L'eau dissout le sel et crée une conductivité ionique dans la couche de papier de la batterie. En fait, cela équivaut à verser de l'électrolyte dans une batterie. La réaction d'oxydation du zinc commence dans l'anode, qui libère des électrons. Si une charge est connectée aux contacts de la batterie, les électrons parcourront les fils jusqu'à la cathode, où une réaction de réduction commencera avec la capture de l'oxygène de l'air. Cela démarre un cycle de réactions redox, générant du courant tant qu'il reste du zinc dans l'anode pour soutenir les réactions, ou jusqu'à ce que l'eau s'assèche.
Des chercheurs du Laboratoire fédéral suisse pour la science et la technologie des matériaux (EMPA) ont effectué une preuve de concept en fabriquant deux éléments de la manière proposée et en les connectant en série pour augmenter la tension. A partir de deux gouttes d'eau, l'élément a alimenté le réveil électronique pendant environ une heure. Un seul élément activé 20 secondes après l'application d'eau et a montré une tension stable de 1,2 V pendant une heure sans charge. Lorsque la batterie s'est desséchée, les scientifiques ont ajouté quelques gouttes supplémentaires et prolongé la durée de vie de la batterie d'une heure ou plus, bien qu'après la réactivation, la tension en circuit ouvert n'était que de 0,5 V.
Les développeurs pensent que de telles batteries peuvent être automatiquement activées dans des conditions de forte humidité, ou qu'il sera possible de créer une conception de batterie pour une utilisation normale après avoir ajouté de l'eau. Les ingénieurs seront sûrement en mesure de comprendre comment empêcher la batterie de se dessécher à l'avance. Il fonctionne tant qu'il reste du zinc dans l'anode. Ainsi, il est facile de calculer la durée de vie de telles batteries et de les imprimer strictement pour maintenir l'alimentation dans les délais spécifiés, ce qui n'est pas possible avec des technologies alternatives, par exemple des batteries air-métal de mise en œuvre similaire.
2022-07-30 13:24:23
Auteur: Vitalii Babkin