3D tištěná baterie z papíru je biologicky rozložitelná

V dohledné budoucnosti zřejmě budeme potřebovat zdroje energie pro ohromná množství malých elektronických zařízení. Zajímavým řešením by mohl být minikapacitor ze 3D tiskárny, který se skládá z uhlíku, celulózy, glycerinu a kuchyňské soli. Po použití je možné ho zkompostovat, přičemž se prakticky bezezbytku rozloží.

Autor: Stanislav Mihulka | Zdroj: EMPA

V současnosti jsme svědky neustálého nárůstu množství miniaturních elektronických zařízení, která přenášejí data. Objevují se v logistice i v řadě dalších odvětví. Všechna tato zařízení potřebují energii. Kdyby jim ji ale dodávaly baterie, znamenalo by to velkou zátěž pro životní prostředí.

 Biologicky odbouratelná baterie se skládá ze čtyř vrstev, které postupně vycházejí z3D tiskárny. Celek se pak složí jako sendvič, přičemž elektrolyt je uprostřed.

Odborníci švýcarského mezioborového výzkumného institutu EMPA (Eidgenössische Materialprüfungs - und Forschungsanstalt) nedávno vyvinuli mini-superkapacitor, který je biologicky rozložitelný. Tím pádem elegantně řeší problém s velkým množstvím odpadu v podobě baterií.

Nové zařízení obsahuje uhlík, celulózu, glycerin a kuchyňskou sůl. Navzdory netradičnímu složení podle svých tvůrců funguje spolehlivě a bez problémů. Minikapacitor dokáže vyrobit či spíš vytisknout komerčně dostupná 3D tiskárna. Zásadní inovace přitom spočívá v novém typu inkoustu pro 3D tisk, který obsahuje nanovlákna a nanokrystaly celulózy, společně s uhlíkem v podobě černého uhlíku, grafitu a aktivovaného uhlíku. Aby badatelé všechny tyto ingredience převedli do podoby inkoustu, použili glycerin, vodu a dva různé typy alkoholu. Výsledný inkoust ještě „dochutili“ špetkou soli, která zajišťuje iontovou vodivost.

Aby z uvedených přísad vznikl funkční superkapacitor, je nutné vytisknout na 3D tiskárně 4 po sobě následující vrstvy. Jde o ohebný substrát, vodivou vrstvu, elektrodu a elektrolyt. Poslední úpravou je složení superkapacitoru ve stylu sendviče, kdy se vrstva elektrolytu ocitne uprostřed.

Výsledkem uvedeného jednoduchého postupu je nefalšovaný environmentální zázrak. Minikapacitor funguje a po celé hodiny může dodávat energii malému digitálnímu zařízení. Vydrží tisíce cyklů vybití a opětovného nabití, dokonce i za mrazu. Zároveň je odolný proti tlaku i nárazu. Opravdovou třešinkou na dortu je ale likvidace minikapacitoru, když už ho uživatel nepotřebuje nebo přestane fungovat. Můžete ho zkompostovat nebo prostě pohodit někde venku v přírodě, i když ten kompost je nepochybně vhodnější variantou. Zařízení se do dvou měsíců rozloží, prakticky beze stop.

 Podvou měsících zahrabání dopůdy se kondenzátor rozpadl azůstalo poněm jen několik viditelných uhlíkových částic.