Ученые из Швейцарии создали биоразлагаемый аккумулятор, который можно напечатать на 3-D принтере

В Швейцарских федеральных лабораториях материаловедения и технологий (Empa) создали аккумуляторную батарею, которая почти полностью разлагается в природных условиях. При этом она проста в изготовлении: напечатать батарею можно с помощью 3D-принтера, пишет Semiconductor Digest.

Электричество биоразлагаемый аккумулятор вырабатывает благодаря химической реакции, как и обычная пальчиковая батарейка, только материалы, из которых изготавливаются элементы нового устройства, экологически безопасные.

Состоит аккумулятор из гибкой подложки, проводящего слоя, электрода и электролита, которые печатаются послойно (в такой же последовательности как перечислены) на обычном 3D-принтере. Затем готовые слои складываются в виде сэндвича с электролитом в центре.

Для каждого слоя тщательно подбирался состав. Материалы подложки — нановолокна и нанокристаллы целлюлозы, смешанные с глицерином. Составляющие проводящего слоя — графит, технический углерод и шеллак (природная смола). Электрод изготовлен из тех же материалов, что и подложка, но с добавлением активированного угля и графита. А электролит состоит из нанокристаллов целлюлозы, глицерина и небольшого количества поваренной соли для обеспечения ионной проводимости.

«Это звучит довольно просто, но на деле было совсем не так. Потребовалась длительная серия тестов для установления верных параметров, чтобы принтер напечатал то, что нужно, и аккумулятор заработал», — рассказал Semiconductor Digest Ксавье Эби, сотрудник лаборатории целлюлозы и древесных материалов Empa и один из авторов разработки.

Состав чернил для 3D-принтера подобран таким образом, чтобы обеспечить равномерное нанесение и затвердевание материалов без потери их свойств: электропроводности для слоя электродов, ионной проводимости для электролита и прочности для корпуса аккумулятора.

Как показали испытания, изобретенный аккумулятор сохраняет электричество в течение нескольких часов и даже может питать небольшие электронные часы. Он способен выдержать тысячи циклов перезарядки, высокое давление, низкие температуры и несколько лет храниться без потери этих свойств. Но главным преимуществом биоразлагаемого аккумулятора создатели называют экологичность. Поскольку после использования достаточно выкинуть его в компостную яму, и через пару месяцев от аккумулятора практически ничего не останется.