Hvad er et papirbatteri?
Der er mere end 15 milliarder batterier på lossepladser verden over, ifølge en artikel offentliggjort af Hamilton Institute. Cirka 89 procent vurderes at være almindelige husholdningsbatterier eller den alkaliske sort. Dette udgør en række miljøproblemer. Batterisyre er meget giftig, tungmetaller kan lække ud i vandforsyningen, og hvis de forbrændes, forårsager komponenterne luftforurening.
Opfindelsen af papirbatteriet er blevet hyldet som en effektiv "grøn" eller miljøvenlig teknologi. Batteriet, der er lavet af op til 90 procent cellulose, er ikke tykkere end et almindeligt ark printerpapir, ca. 0,025 mm (.00098 tommer) tykt. På grund af dens sammensætning er papirbatteriet fuldstændigt ikke-giftigt og fuldstændigt bionedbrydeligt.
Papirbatteriet blev oprettet i 2007 af en gruppe studerende ved Rensselaer Polytechnic Institute i Troy, New York, og er resultatet af papir tilsat kulstof nanorør, som giver papiret mulighed for at lede elektricitet. En carbon nanotube er en lille cylinderformet tråd lavet af kulstof, et naturligt forekommende stof, der er grundlaget for det meste liv på planeten. Indførelsen af kulstofnanorør i papirbatteriet giver det en unik egenskab. I modsætning til de fleste batterier, der er i brug, kan papirbatteriet være snoet, sammenfoldet, støbt eller forvrænget til forskellige former og ikke miste integritet. Nanorørens fleksibilitet tillader, at disse handlinger forekommer, og batteriet vil være lige så effektivt, uanset hvilken form det er snoet ind i.
Papiret er også tilført elektrolytter i form af flydende salt, der fremmer batteriets ledende egenskaber. På grund af deres meget ledende tilstand kan papirbatterier fungere som både et normalt lithium-ion-batteri og en superkapacitor. Dette betyder, at batteriet kan opbevare og regulere større mængder elektricitet.
Der er ikke noget vand involveret i processen med at oprette batteriet. På grund af dette har batteriet et funktionelt temperaturområde fra -100 til 300 grader Fahrenheit (-73 til 149 grader Celsius). Det brede temperaturområde præsenterer en række muligheder for brug, herunder miljøer med høj varme og frysning, hvor normale batterier kan blive udsat for brud, sprængning eller revner. I betragtning af den unikke konstruktion af batteriet har det medicinske samfund øje på batteriet til brug i pacemakere.
Et papirbatteri er lavet som en fuldstændig integreret enhed, i modsætning til de fleste alkaliske batterier, der indeholder flere komponenter. Nanorørene er indlejret i papiret efter oprettelsen, og elektrolytterne gennemvædes i cellulosen. Dette betyder, at alle komponenter er bundet til hinanden på molekylært niveau, hvilket giver papirbatterier endnu et holdbarhedsniveau.