Papírból készül, vízzel működik a környezetbarát elem

Svájci kutatók vízzel bekapcsolható, papíralapú elemet fejlesztettek ki – írja a Science Daily. A lap információi szerint a Svájci Szövetségi Anyagtudományi és Technológiai Laboratóriumok (Swiss Federal Laboratories for Materials Science and Technology (EMPA)) munkatársai szerint az energiatároló megoldást széles körben használhatják majd az alacsony energiaigényű, egyszer használatos elektronikus eszközökhöz.

A papír-elemet Gustav Nyström kutató és csapata dolgozták ki: a körülbelül egy négyzetcentiméteres papírdarabon háromféle speciális tintával alakították ki az elem működéséhez szükséges struktúrát. A papírt először sóval szórták be, majd az egyik végét viaszba mártották. Az egyik, grafitpelyheket tartalmazó tintával hozták létre az elem pozitív pólusát, a katódot, míg egy cinktartalmú tintával a negatív pólust, azaz a katódot. A harmadik, szintén grafitpelyhet és kormot tartalmazó tinta pedig összeköti a két pólust és a viaszba mártott véghez erősített vezetékeket.

A kísérlet során sikerült megközelíteni egy AA ceruzaelem hatékonyságát

(Fotó: Unsplash/Roberto Sorin)

A rendszert pár csepp vízzel lehet működésbe hozni: amikor a papírra rácsepegtetik a vizet, a rajta lévő só feloldódik, amelyből töltött ionok lépnek ki, ezzel megteremtve a papír vezetőképességét. Az ionok hatására pedig az anódon elkezd oxidálódni a cink, ami elektronokat bocsát ki. Az áramkör zárásával pedig az elektronok az anódtól a katód felé kezdenek haladni, ezzel elektromos áramot létrehozva.

Nyström kutatócsapata ígéretes eredményeket ért el laboratóriumi körülmények között: mindössze két csepp vízzel stabil 1,2 voltos feszültséget tudtak létrehozni. Összehasonlításként: egy AA ceruzaelem 1,5 voltos.

A svájci kutatók az EMPA kutatóintézet logóját rajzolták meg a speciális tintával (Fotó: empa.ch)

A víz cseppentését követően a rendszer 20 másodperc után kezdett áramot termelni, amit körülbelül egy órán át fenn is tartott. Ekkor a teljesítménye a papír száradása miatt jelentősen lecsökkent, de további két csepp vízzel, több mint fél órán át még így is 0,5 voltos feszültséget tudott produkálni.

Ebben az új elemben az a különleges, hogy mennyire gazdaságos. Más elemekben egy fémréteget alkalmaznak, ami szépen lassan elfogy működés közben, de ez a folyamat nem tökéletes. A mi módszerünk lehetővé teszi, hogy a cinkből pontosan csak annyit használjunk fel, amennyi szükséges a megfelelő működéshez. A más elemekben használt fémrétegek méretét nehéz szabályozni, ami pazarlást eredményez. Itt viszont, minél több cinket tartalmaz a tinta, az elem annál hosszabb ideig lesz használható

– magyarázta Nyström.

A kutatók szerint a megoldásuk kiváló lehet például olyan eszközökbe, amelyek a levegő páratartalmát mérik, vagy azt figyelik, hogy egy adott helyen esik-e az eső vagy sem. A tudóscsoport korábban is fejlesztett már egy papíralamú szupravezetőt, amelyet több ezer alkalommal fel lehetett használni, anélkül, hogy vesztett volna a hatékonyságából.

Arról egyelőre nincs információ, hogy az új fejlesztés mikor szabadulhat ki a laboratóriumból és mikor kerülhet kereskedelmi forgalomba.

Még van mit mesélnünk neked, minden érdekességet megtalálsz itt!