ONDERZOEK
Na twee maanden in de grond begraven te zijn, is de condensator uiteengevallen, waardoor er slechts enkele zichtbare koolstofdeeltjes achterblijven (Afbeelding: Gian Vaitl/ Empa)
Circulaire elektronica (1)
De biologisch afbreekbare batterij De verwachting is dat het aantal data verzendende microprocessoren, bijvoor beeld in de verpakkings- en transportlo gistiek, de komende jaren sterk zal toe nemen. Al die mini-apparaten hebben energie nodig, meestal van batterijen, en daaraan kleven milieubezwaren. Empa onderzoekers hebben nu een biologisch afbreekbare minicondensator ontwik keld die dat probleem kan oplossen. Het bestaat uit onschuldige materialen als koolstof, cellulose, glycerine en keuken zout. Verder gebruikten ze een conventionele, aangepaste, commercieel verkrijgbare 3D-printer. De echte innovatie zit dan ook niet zozeer in het apparaat, maar in het recept voor de gelatineuze inkt die de printer op een oppervlak kan prin
28 | INNOVATIEVE MATERIALEN 3 2021
ten. Dat mengsel bestaat uit cellulose -nanovezels en cellulose-nanokristallen, plus koolstof in de vorm van carbon black, grafiet en actieve kool. Om alles vloeibaar te maken, gebruiken de onder zoekers glycerine, water, twee verschil lende soorten alcohol en een snufje keukenzout voor de geleidbaarheid. Om van deze ingrediënten een functi onerende supercondensator te maken, zijn vier lagen nodig, allemaal gemaakt door de 3D-printer: een flexibel sub straat, een geleidende laag, de elektrode en ten slotte de elektrolyt. Die worden vervolgens gerangschikt in sandwich structuur, met de elektrolyt in het midden. Zo ontstaat een soort mini condensator die urenlang elektriciteit
kan opslaan en inmiddels in staat is om een kleine digitale klok van stroom te voorzien. Het is bestand tegen duizen den laad- en ontlaadcycli en jarenlange opslag, zelfs bij vriestemperaturen en is bestand tegen druk en schokken. En last but not least, aan het einde van de levensduur is de batterij eenvoudig composteerbaar. Na twee maanden is de condensator gedesintegreerd, en zijn nog maar enkele koolstofdeeltjes zichtbaar. Volgens EMPA zou deze biocondensator een belangrijk onderdeel kunnen wor den van het Internet of Things. Dergelij ke condensatoren kunnen bijvoorbeeld kort worden opgeladen met behulp van een elektromagnetisch veld, waarna ze urenlang stroom kunnen leveren aan
