Hva er et papirbatteri?

Det er mer enn 15 milliarder batterier på søppelfyllinger over hele verden, ifølge en artikkel publisert av Hamilton Institute. Omtrent 89 prosent er anslått å være vanlige husholdningsbatterier, eller den alkaliske sorten. Dette gir en rekke problemer for miljøet. Batterisyre er svært giftig, tungmetaller kan lekke ut i vannforsyningen, og hvis forbrenning forårsaker komponentene luftforurensning.

Oppfinnelsen av papirbatteriet har blitt hyllet som en effektiv "grønn" eller miljøvennlig teknologi. Batteriet, som er laget av opptil 90 prosent cellulose, er ikke tykkere enn et vanlig ark med skriverpapir, omtrent 0,025 mm (0,00098 inches). På grunn av sammensetningen er papirbatteriet helt giftfri og fullstendig biologisk nedbrytbart.

Papirbatteriet ble opprettet i 2007 av en gruppe studenter ved Rensselaer Polytechnic Institute i Troy, New York, og er et resultat av papir tilsatt karbon nanorør, som lar papiret lede strøm. En karbon nanorør er en liten sylinderformet tråd laget av karbon, et naturlig forekommende stoff som er grunnlaget for det meste liv på planeten. Innføringen av karbon nanorør i papirbatteriet gir det en unik egenskap. I motsetning til de fleste batterier som er i bruk, kan papirbatteriet bli vridd, sammenkrøpet, støpt eller forvridd til forskjellige former og ikke miste integriteten. Nanorørens fleksibilitet gjør at disse handlingene kan skje, og batteriet vil være like effektivt uansett hvilken form det er vridd inn i.

Papiret er også tilført elektrolytter i form av flytende salt, noe som fremmer batteriets ledende egenskaper. På grunn av sin meget ledende tilstand, kan papirbatterier fungere som et normalt litium-ion-batteri og en superkapacitor. Dette betyr at batteriet kan lagre og regulere større mengder strøm.

Det er ikke noe vann involvert i prosessen med å lage batteriet. På grunn av dette har batteriet et funksjonelt temperaturområde fra -100 til 300 grader Fahrenheit (-73 til 149 grader Celsius). Det brede temperaturområdet presenterer en rekke alternativer for bruk, inkludert miljøer med høy varme og frysing der normale batterier kan bli utsatt for brudd, sprekker eller sprekker. Med tanke på den unike konstruksjonen av batteriet, har det medisinske miljøet øye på batteriet for bruk i pacemakere.

Et papirbatteri er laget som en helt integrert enhet, i motsetning til de fleste alkaliske batterier, som inneholder flere komponenter. Nanorørene blir innebygd i papiret ved opprettelse, og elektrolyttene blir dynket inn i cellulosen. Dette betyr at alle komponentene er bundet til hverandre på molekylært nivå, noe som gir papirbatterier enda et holdbarhetsnivå.