Vad är ett pappersbatteri?
Det finns mer än 15 miljarder batterier på deponier över hela världen, enligt en artikel publicerad av Hamilton Institute. Cirka 89 procent beräknas vara vanliga hushållsbatterier, eller den alkaliska sorten. Detta innebär olika problem för miljön. Batterisyra är mycket giftig, tungmetaller kan läcka ut i vattentillförseln och, om de förbränns, orsakar komponenterna luftföroreningar.
Uppfinningen av pappersbatteriet har hyllats som en effektiv "grön" eller miljövänlig teknik. Batteriet, som är tillverkat av upp till 90 procent cellulosa, är inte tjockare än ett vanligt pappersark, cirka 0,025 mm (0,00098 tum) tjockt. På grund av dess sammansättning är pappersbatteriet helt giftigt och helt biologiskt nedbrytbart.
Pappersbatteriet, som skapades 2007 av en grupp studenter vid Rensselaer Polytechnic Institute i Troy, New York, är resultatet av papper infunderat med kolananorör, vilket gör det möjligt för papperet att leda elektricitet. En kol nanorör är en liten cylinderformad tråd tillverkad av kol, ett naturligt förekommande ämne som är basen för det mesta livet på planeten. Införandet av kolananorör i pappersbatteriet ger det en unik egenskap. Till skillnad från de flesta batterier som används kan pappersbatteriet vridas, skrynkla, formas eller förvrängas i olika former och inte tappa integritet. Nanorörens flexibilitet gör det möjligt för dessa åtgärder att ske, och batteriet kommer att vara lika effektivt oavsett vilken form det vrids in i.
Papperet är också infuserat med elektrolyter i form av flytande salt, vilket främjar batteriets ledande egenskaper. På grund av deras mycket ledande tillstånd kan pappersbatterier fungera som ett normalt litiumjonbatteri och en superkapacitor. Detta innebär att batteriet kan lagra och reglera högre mängder el.
Det är inget vatten involverat i processen för att skapa batteriet. På grund av detta har batteriet ett funktionellt temperaturområde från -100 till 300 grader Fahrenheit (-73 till 149 grader Celsius). Det breda temperaturområdet presenterar en mängd olika alternativ för användning, inklusive miljöer med hög värme och frysning där normala batterier kan utsättas för brott, sprängning eller sprickbildning. Med tanke på den unika konstruktionen av batteriet har det medicinska samfundet sitt öga på batteriet för användning i pacemaker.
Ett pappersbatteri är tillverkat som en helt integrerad enhet, till skillnad från de flesta alkaliska batterier, som innehåller flera komponenter. Nanorören bäddas in i papperet när de skapas, och elektrolyterna dras in i cellulosan. Detta innebär att alla komponenter är bundna till varandra på molekylär nivå, vilket ger pappersbatterier ytterligare en hållbarhetsnivå.