Za elektronske naprave in pripomočke je potreben a napajanje (bodisi izmenični ali enosmerni), lahko to napajanje vzamete neposredno iz električnega omrežja ali iz električnih baterij. Baterijo lahko definiramo kot elektronsko napravo, sestavljeno iz (ene ali več) elektrokemijskih celic. Kemična energija elektrokemijskih celic se lahko pretvori v električno energijo. Glede na različna merila so baterije razvrščene v različne vrste, tako da so glede na stanje polnilnosti razvrščene kot polnilne baterije in nepolnilne baterije. Napredek v tehnologiji je razvil okolju prijazne in prožnejše baterije, kot so papirnate. V tem članku bomo razpravljali o izdelavi in delu papirnatih baterij. Toda v prvi vrsti moramo vedeti, kaj je papirnata baterija.
Papirnata baterija
Papirnata baterija
Prilagodljiva in tanka naprava za shranjevanje energije, ki se lahko uporablja kot baterija, se imenuje papirna baterija. Ta papirnata baterija se lahko uporablja tudi kot kondenzator. To baterijo lahko izdelamo tako, da združimo nanocevke (izdelane iz ogljika) in nanokompozitni papir (izdelane iz celuloze). Papirnata baterija je sestavljena iz lastnosti baterije - visokoenergijska zmogljivost shranjevanja in lastnost super kondenzator - visokoenergijska gostota in tako ustvarja izjemno moč.
Konstrukcija papirne baterije
Glavne komponente, ki se uporabljajo za izdelavo papirne baterije, vključujejo:
- Ogljikova nanocevka (CNT), ki se uporablja za katodni terminal
- Litova kovina (Li +), ki se uporablja za anodni terminal
- Različne vrste elektrolitov, ki vključujejo kri, urin in znoj (ki jih imenujemo bio-elektroliti)
- Papir (celulozni ločevalnik)
7 preprostih korakov za izdelavo papirne baterije
Korak 1: Vzemite papir na osnovi celuloze in nanj nanesite črno ogljikovo črnilo
2. korak: Nanesite to črnilo na papir
3. korak: Po nanosu črnila na površino celuloze laminirajte tanek film
4. korak: Celulozni papir segrevajte 5 minut pri 80 stopinjah C
5. korak: Nato odlepite film s podlage
6. korak: Elektrode papirnate baterije tvori film. Elektrolita LTO in LCO sta povezana z različnimi filmi
7. korak: Delovanje papirnate baterije lahko preverite tako, da priključke baterij priključite na LED
Struktura papirnate baterije
Papirna baterija deluje
Običajne polnilne baterije, ki jih uporabljamo v vsakdanjem življenju, so sestavljene iz različnih ločevalnih komponent, ki se uporabljajo za tvorbo elektronov s kemično reakcijo kovine in elektrolita. Če je papir baterije namočen v tekočino na osnovi ionov, začne baterija delovati, tj. proizvedena električna energija s premikom elektronov s katodnega na anodni terminal. To je posledica kemične reakcije med elektrodama papirnate baterije in tekočino. Zaradi hitrega pretoka ionov v nekaj sekundah (10 sekund) se bo med polnjenjem energija shranila v papirno elektrodo. Če različne papirnate baterije zložite drug na drugega, lahko povečate izhod papirnate baterije.
Papirna baterija deluje
Ker so papirnate baterije med seboj tesno povezane, da povečajo svojo moč, obstaja možnost, da pride do kratkega stika med anodni terminal in katodni terminal . Če se anodni priključek enkrat stika s katodnim terminalom, v zunanjem tokokrogu ne bo toka. Da bi se izognili kratkemu stiku med anodo in katodo, je potrebna pregrada ali ločilo, ki ga lahko izpolni separator za papir.
Nanocevke, ki se uporabljajo za papirnato baterijo
Papirna baterija = papir (celuloza) + ogljikove nanocevke
Papirnato baterijo lahko uporabimo za različne namene, saj omogoča prednosti, kot so zlaganje, sukanje, oblikovanje, zmečkanje, oblikovanje in rezanje, ne da bi to vplivalo na njeno učinkovitost. Ker so papirnate baterije kombinacija celuloznega papirja in ogljikovih nanocevk, kar olajša prednosti dolgotrajne uporabe, enakomerne moči in izbruha energije. Te vrste papirnatih baterij naj bi se uporabljale za napajanje vozil naslednje generacije in medicinskih naprav.
Lastnosti papirnate baterije
Lastnosti papirne baterije lahko prepoznamo po lastnostih celuloze, kot so odlična poroznost, biorazgradljivost, nestrupenost, možnost recikliranja, visoka natezna trdnost, dobra absorpcijska sposobnost in nizka strižna trdnost ter tudi lastnosti ogljikovih nanocevk, kot so nizka masna gostota, fleksibilnost, velika gostota embalaže, lahkotnost, boljša električna prevodnost kot silicij, tanek (približno 0,5 do 0,7 mm) in nizek upor.
Prednosti papirnate baterije
- Za razliko od običajne baterije , papirnato baterijo lahko uporabljate z zlaganjem, rezanjem in valjanjem.
- Papirnata baterija deluje kot baterija in tudi kot kondenzator.
- Papirnata baterija je sodobna naprava za shranjevanje izjemno tanke velikosti.
- Ima posebne lastnosti, kot so varčnejši, biološko razgradljiv in biološko združljiv.
- Papirna baterija lahko ustvarja električna energija 1,5V.
- Izhodno napetost papirnate baterije lahko prilagodite glede na potrebe.
Slabosti papirnate baterije
- Ogljikove nanocevke, ki se uporabljajo v papirnatih baterijah, so zelo drage.
- Zapravljanje papirne baterije lahko pri vdihavanju poškoduje pljuča.
- Elektronsko izgubo ustvarjajo papirnate baterije.
Uporaba papirne baterije
Aplikacije za papirnate baterije
Obstajajo številne aplikacije za papirnate baterije na različnih področjih. V elektroniki se papirna baterija običajno uporablja v mobilnih telefonih, prenosnih računalnikih, kalkulatorjih, fotoaparatih, miški, tipkovnici, napravah Bluetooth itd. Podobno tudi v medicinskih vedah za umetna tkiva, kozmetiko, sisteme za dajanje zdravil itd. V avtomobilih in letalih se uporabljajo papirnate baterije hibridna vozila zaradi majhne teže.
Vas zanima oblikovanje elektronski projekti z lastnimi inovativnimi idejami? Nato objavite svoje ideje, predloge in komentarje v spodnjem oddelku za komentarje za nadaljnjo tehnično pomoč.
