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.
https://www.empa.ch/
«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.