Wat is een papierbatterij?
Er zijn wereldwijd meer dan 15 miljard batterijen op stortplaatsen, volgens een artikel gepubliceerd door het Hamilton Institute. Geschat wordt dat ongeveer 89 procent gewone huishoudelijke batterijen zijn, of de alkalische variëteit. Dit levert verschillende problemen op voor het milieu. Accuzuur is zeer giftig, zware metalen kunnen in de watertoevoer lekken en bij verbranding veroorzaken de componenten luchtvervuiling.
De uitvinding van de papieren batterij is geprezen als een efficiënte "groene" of milieuvriendelijke technologie. De batterij, die is gemaakt van maximaal 90 procent cellulose, is niet dikker dan een gewoon vel printerpapier, ongeveer 0,025 mm (.00098 inch) dik. Vanwege de samenstelling is de papierbatterij volledig niet giftig en volledig biologisch afbreekbaar.
Gemaakt in 2007 door een groep studenten van het Rensselaer Polytechnic Institute in Troy, New York, is de papierbatterij het resultaat van papier doordrenkt met koolstofnanobuisjes, waardoor het papier elektriciteit kan geleiden. Een koolstofnanobuis is een kleine cilindervormige draad gemaakt van koolstof, een natuurlijk voorkomende stof die de basis vormt van het meeste leven op aarde. De introductie van koolstofnanobuizen in de papieren batterij geeft het een unieke eigenschap. In tegenstelling tot de meeste batterijen die worden gebruikt, kan de papierbatterij in verschillende vormen worden gedraaid, verfrommeld, gevormd of vervormd en zonder enige integriteit te verliezen. De flexibiliteit van nanobuisjes zorgt ervoor dat deze acties kunnen plaatsvinden, en de batterij zal net zo efficiënt zijn, in welke vorm deze ook wordt gedraaid.
Het papier is ook doordrenkt met elektrolyten in de vorm van vloeibaar zout, wat de geleidende eigenschappen van de batterij bevordert. Vanwege hun zeer geleidende toestand kunnen papierbatterijen zowel als een normale lithium-ionbatterij als een supercondensator functioneren. Dit betekent dat de batterij grotere hoeveelheden elektriciteit kan opslaan en reguleren.
Er is geen water betrokken bij het proces van het maken van de batterij. Hierdoor heeft de batterij een functioneel temperatuurbereik van -100 tot 300 graden Fahrenheit (-73 tot 149 graden Celsius). Het brede temperatuurbereik biedt een scala aan opties voor gebruik, waaronder omgevingen met veel hitte en vorst waarin normale batterijen kunnen breken, barsten of barsten. Gezien de unieke constructie van de batterij, heeft de medische gemeenschap ook oog voor de batterij voor gebruik in pacemakers.
Een papieren batterij is gemaakt als een volledig geïntegreerd apparaat, in tegenstelling tot de meeste alkalinebatterijen, die verschillende componenten bevatten. De nanobuisjes worden bij het maken ingebed in het papier en de elektrolyten worden in de cellulose gedrenkt. Dit betekent dat alle componenten op moleculair niveau met elkaar zijn verbonden, waardoor papieren batterijen nog een ander niveau van duurzaamheid hebben.