Американский инженер научился печатать на бумаге батарейки, работающие на грязной воде

Сеокеун Чой, инженер из Бингемтонского университета (США) придумал технологию изготовления недорогих элементов питания. В основе устройства элемента питания — бумага, бактерии и вода. Такой элемент питания может быть использован для различных датчиков и других устройств в местах, удалённых от цивилизации. Автор назвал свою систему «микробной топливной ячейкой». Работа была опубликована в журнале Nano Energy.

Элемент питания извлекает энергию из жизнедеятельности микробов. Как поясняет создатель устройства, в любой грязной воде уже достаточно органики и бактерий. Каплю такой воды, нанесённую на бумажную основу, можно использовать в качестве источника энергии. Бумага дёшева, экологична, и прекрасно впитывает воду.

Основу для элементов питания печатают на бумаге, которую затем можно сложить и компактно упаковать. В качестве катода используются частицы никеля, напылённые на бумажную основу. Анодом служат частицы углерода, нанесённые на бумагу методом трафаретной печати. Его контуры очерчивают границы элемента питания на бумаге. Оставшаяся поверхность бумаги пропитывается водоотталкивающим воском. Стоимость производства такого элемента питания составляет всего пять центов.

Благодаря применению древнего японского искусства оригами, из нескольких напечатанных элементов питания складывается целая батарея. Четыре элемента, сложенные в батарею, выдают ток напряжением 0.12 В при внешнем сопротивлении в 470 КОм.

Грязная вода с работящими бактериями добавляется внутрь складок такой сложенной батареи, откуда, благодаря капиллярному эффекту, просачивается во все стороны. После пропитки батарея разворачивается для доступа кислорода к катодам, и максимизации рабочего эффекта.

Это не первая попытка создать элементы питания на бумажной основе. По утверждению автора статьи, предыдущие попытки использовали материалы, которые были либо дороги, либо не экологичны, либо пожароопасны. Кроме того, исследователи из MIT несколько лет назад создали солнечные батареи, которые можно печатать на любой гибкой поверхности — в том числе, на ткани и бумаге.