แบตเตอรี่กระดาษคืออะไร

มีมากกว่า 15 พันล้านแบตเตอรี่ในหลุมฝังกลบทั่วโลกตามบทความที่ตีพิมพ์โดยสถาบันแฮมิลตัน ประมาณร้อยละ 89 เป็นแบตเตอรี่ที่ใช้ในครัวเรือนทั่วไปหรืออัลคาไลน์หลากหลาย สิ่งนี้แสดงถึงปัญหาที่หลากหลายต่อสภาพแวดล้อม กรดแบตเตอรีเป็นพิษสูงโลหะหนักอาจรั่วไหลลงสู่แหล่งน้ำและถ้าถูกเผาไหม้ส่วนประกอบจะทำให้เกิดมลพิษทางอากาศ

การประดิษฐ์แบตเตอรี่กระดาษได้รับการยกย่องว่าเป็นเทคโนโลยี "สีเขียว" ที่มีประสิทธิภาพหรือเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม แบตเตอรี่ซึ่งทำจากเซลลูโลสสูงถึง 90 เปอร์เซ็นต์นั้นไม่หนากว่าแผ่นกระดาษธรรมดาทั่วไปหนาประมาณ 0.25 มม. (.00098 นิ้ว) ด้วยองค์ประกอบของมันแบตเตอรี่กระดาษจึงไม่มีพิษและย่อยสลายได้อย่างสมบูรณ์

สร้างขึ้นในปี 2007 โดยกลุ่มนักศึกษาที่สถาบันสารพัดช่าง Rensselaer ในทรอยนิวยอร์กแบตเตอรี่กระดาษเป็นผลมาจากกระดาษที่ผสมกับท่อนาโนคาร์บอนซึ่งช่วยให้กระดาษนำกระแสไฟฟ้า ท่อนาโนคาร์บอนเป็นลวดทรงกระบอกขนาดเล็กที่ทำจากคาร์บอนซึ่งเป็นสารที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติซึ่งเป็นพื้นฐานของสิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่บนโลกใบนี้ การแนะนำของท่อนาโนคาร์บอนในแบตเตอรี่กระดาษให้คุณสมบัติที่เป็นเอกลักษณ์ ซึ่งแตกต่างจากแบตเตอรี่ส่วนใหญ่ที่ใช้งานแบตเตอรี่กระดาษสามารถบิด, บิด, แม่พิมพ์หรือบิดเป็นรูปร่างที่หลากหลายและไม่สูญเสียความสมบูรณ์ใด ๆ ความยืดหยุ่นของท่อนาโนช่วยให้การกระทำเหล่านี้เกิดขึ้นและแบตเตอรี่จะมีประสิทธิภาพไม่ว่าจะบิดเป็นเกลียวก็ตาม

กระดาษยังถูกเติมด้วยอิเล็กโทรไลต์ในรูปแบบของเกลือเหลวซึ่งทำให้คุณสมบัตินำไฟฟ้าของแบตเตอรี่เพิ่มขึ้น เนื่องจากสถานะการนำไฟฟ้าสูงแบตเตอรี่กระดาษสามารถทำงานได้ทั้งแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนปกติและซุปเปอร์คาปาซิเตอร์ ซึ่งหมายความว่าแบตเตอรี่สามารถจัดเก็บและควบคุมปริมาณไฟฟ้าที่สูงขึ้นได้

ไม่มีน้ำเกี่ยวข้องในกระบวนการสร้างแบตเตอรี่ ด้วยเหตุนี้แบตเตอรี่จึงมีช่วงอุณหภูมิการทำงานที่ -100 ถึง 300 องศาฟาเรนไฮต์ (-73 ถึง 149 องศาเซลเซียส) ช่วงอุณหภูมิกว้างนำเสนอตัวเลือกมากมายสำหรับการใช้งานรวมถึงสภาพแวดล้อมที่มีความร้อนสูงและการแช่แข็งซึ่งแบตเตอรี่ปกติอาจแตกหักแตกหรือแตกได้ นอกจากนี้ด้วยการสร้างแบตเตอรี่ที่ไม่เหมือนใครชุมชนทางการแพทย์จึงจับตาดูแบตเตอรี่สำหรับใช้ในเครื่องกระตุ้นหัวใจ

แบตเตอรี่กระดาษทำขึ้นเป็นอุปกรณ์แบบครบวงจรซึ่งแตกต่างจากแบตเตอรี่อัลคาไลน์ส่วนใหญ่ซึ่งมีส่วนประกอบหลายอย่าง ท่อนาโนจะถูกฝังลงในกระดาษเมื่อสร้างขึ้นและอิเล็กโทรไลต์จะถูกแช่ในเซลลูโลส ซึ่งหมายความว่าส่วนประกอบทั้งหมดจะถูกผูกมัดซึ่งกันและกันในระดับโมเลกุลให้แบตเตอรี่กระดาษอีกระดับของความทนทาน