Suyla etkinleştirilen tek kullanımlık kağıt pil, tıbbi ve endüstriyel sektörlerde kullanılanlar gibi tek kullanımlık cihazların ürettiği elektrikli çöp miktarını önemli ölçüde azaltma potansiyeline sahiptir. Araştırmacılar, montajı ucuz, biyolojik olarak parçalanabilen ve yenilenebilir malzemelerden yapılmış bir pil geliştirdiler. Ayrıca istenildiği gibi çeşitli ebat ve şekillerde de yapılabilmektedir. LCD çalar saat, size güç hakkında bir fikir vermek için bu teknikle oluşturulmuş iki hücreli bir pille çalıştırılabilir. Pil, sodyum klorür tuzu ile dağıtılmış kağıttan yapılmıştır. Basılı mürekkeplere dayanır ve bir santimetre kare kadar küçük olabilir.
Bir mürekkep grafit pulları içerir ve katot (pozitif uç) görevi görür ve kağıdın diğer tarafında çinko tozu bulunur ve anot (negatif uç) görevi görür.
Diğer iki mürekkebin üzerinde, iki telin pozitif ve negatif uçlarını birleştiren, her iki tarafa da grafit pullarından ve karbon siyahından yapılmış üçüncü bir mürekkep basılmıştır. Bunlar mumla batırılır ve bir uçtan kağıda sabitlenir.
Bundan sonra, yaklaşık iki damla su gereklidir. Sonuç olarak, kağıttaki tuzlar çözülür ve kağıtta hareket ettikçe pili aktive eden yüklü iyonları serbest bırakır. Telleri elektrikli cihaza bağlayarak devre kapatılır ve elektronların negatiften pozitif uçlara hareket etmesine izin verilir.
“Bakım noktası teşhisi, akıllı paketleme ve çevresel algılama gibi uygulamalar için tek kullanımlık elektroniklerin çevresel etkisini azaltmayı amaçlayan tek kullanımlık bir kağıt pil geliştirdik. Pil, biyolojik olarak parçalanabilen bir metal anot olarak çinko, toksik olmayan bir katot malzemesi olarak grafit ve biyolojik olarak parçalanabilen bir substrat olarak kağıt kullanıyor” diyor araştırmacılar bir makalede. yayınlanan Bilimsel Raporlarda.
Kağıt pil, tipik bir AA alkalin pilin 1.5V’luk değeriyle karşılaştırılabilir olan, 1,2V’luk sabit bir voltaja sahiptir. Yaklaşık 20 saniye su ekledikten sonra pil güç üretmeye başlar. Kağıt zamanla kurudukça performansı düşse bile, fazladan su eklenerek kısmen yenilenebilir. İlk devreye alındıktan iki saat sonra, pil hala ek su ile 0,5V çıkış verebilir.
Şu an için bu sadece bir ilke kanıtı çalışması olsa da, makalede ayrıntıları verilen pili yapmak zor değil. Araştırmacılar, gelecekte pilin verimliliğini artırmayı ve çalışma ömrünü uzatmayı planladıklarını iddia ediyor.