Su ile Etkinleşen Bu Kâğıt Pil, Bir Kalem Pil Kadar Güçlü

Yeni geliştirilen, suyla etkinleşen tek kullanımlık kâğıt pil, elektronik atıkların hızla biriktiği tıbbi ve endüstriyel alanlarda kullanılan geçici cihazlar olan tek kullanımlık elektronikler üzerinde büyük bir etki yaratmayı vaat ediyor.

Araştırmacılar tarafından kanıtlandığı üzere, pil biyolojik olarak parçalanabilir, sürdürülebilir malzemelerden yapılmıştır ve bir araya getirilmesi ucuzdur. Ayrıca ihtiyaca göre çeşitli şekil ve ebatlarda üretilebilir.

Güç hakkında bir fikir vermesi açısından bir LCD çalar saate güç sağlamak için yeterliydi. Henüz dizüstü bilgisayarınızı şarj edecek kadar güçlü olmasa da düşük güçlü sensörler için oldukça uygun görünüyor.

Araştırmacılar, yayınladıkları makalelerinde "Tek kullanımlık elektroniklere güç sağlamak ve bunların çevresel etkilerini en aza indirmek için geliştirilmiş basılı bir kâğıt pil sunuyoruz."

"Pil, anotta biyolojik olarak parçalanabilen bir metal olan çinko, katotta grafit, elektrotlar arasında ayırıcı olarak kâğıt ve su bazlı bir elektrolit kullanan bir metal-hava elektrokimyasal hücresine dayanmaktadır."

Sodyum klorür tuzu ile dağıtılmış kâğıttan yapılan pil, bir santimetre kare kadar küçük olabilir. Mürekkep grafit pulları içerir ve katot görevi görür (pozitif uç), kâğıdın diğer tarafında çinko tozu bulunur ve anot (negatif uç) görevi görür.

Grafit pulları ve karbon siyahından oluşan üçüncü bir mürekkep, diğer iki mürekkebin üstüne, her iki tarafa da basılır ve pozitif ve negatif uçları iki tele bağlar. Bunlar muma batırılmış kâğıdın bir ucuna yapıştırılmıştır.

Geriye tek gereken, iki damla kadar az miktarda su kalır. Su, kâğıt içindeki tuzları çözer, yüklü iyonları serbest bırakır ve daha sonra seyahat ederken pili etkinleştirir. Devre, teller elektrikli cihaza bağlanarak kapatılır, yani elektronlar negatiften pozitif uçlara aktarılabilir.

1,2 voltluk sabit voltaj ile kâğıt pil, 1,5 voltta standart bir AA alkalin pil seviyesine yakındır. Ekip tarafından yapılan deneylere göre pil, su eklendikten yaklaşık 20 saniye sonra güç üretmeye başlıyor.

Kâğıt kurudukça performans zamanla düşse de, bir dereceye kadar daha fazla su eklenebilir. Ekstra su ile pil, ilk etkinleştirildikten iki saat sonra hala 0,5 volt üretebilir.

Araştırmacılar, gelecekte pilin verimliliğini artırmak ve daha uzun süre çalışmasını sağlamak istediklerini söylüyorlar.

Araştırmacılar, "E-atık sorununa ilişkin artan farkındalık ve çevresel algılama ve gıda izleme gibi uygulamalar için tek kullanımlık elektroniklerin ortaya çıkmasıyla, düşük çevresel etkiye sahip pillere artan bir ihtiyaç var" diye yazıyor.

Araştırma Scientific Reports’ta yayınlandı.