Kagyz batareýa näme? Kagyz batareýalarynyň artykmaçlyklary we ulanylyşy

Grafit anodlarda, kremniy anodlarda we metal esasly anodlarda täzelikler bilen batareýa tehnologiýasyndaky ösüş ajaýyp boldy. Bu öňegidişlikleriň her biri has ýokary energiýa dykyzlygyny, zarýad beriş tizligini, birlik çykdajylaryny we has köp zarýad siklini teklip edýär. Bu gün ýeňil, ýokary netijelilikli täze energiýa saklaýyş çözgütlerine umyt açýan kagyz batareýalaryny hödürleýäris.

Kagyz batareýa näme?

Kagyz batareýa, elektrod materiallaryny inçe film substratyna çap etmek üçin çap tehnologiýasyny ulanýan batareýanyň täze görnüşidir. Kagyz ýaly inçe bolany üçin, adatça "kagyz batareýasy" diýilýär. Adaty batareýa komponentlerini - elektrolitleri, polo positiveitel we otrisatel elektrod materiallaryny ýokary çeýe kagyz bilen birleşdirip, inçe, egilip bolýan batareýa gurluşyny emele getirýär. Kagyz batareýasy diýilse-de, ol düýbünden kagyzdan ýasalman, kagyz esasy gurluş düzümini emele getirýär we ajaýyp çeýeligi we çeýeligi üpjün edýär.

Kagyz batareýasynyň iş ýörelgesi adaty batareýanyňky ýalydyr. Oňyn we otrisatel elektrodlaryň arasynda himiki reaksiýalar arkaly elektrik öndürýär. Şeýle-de bolsa, adaty batareýalardan tapawutlylykda kagyz batareýalary has ekologiýa taýdan arassa materiallary ulanýarlar, has ýönekeý önümçilik prosesine eýe we has arzan.

Kagyz batareýalarynyň gurluşy we iş ýörelgesi

Kagyz batareýalary adatça aşakdaky böleklerden durýar:

Kagyz batareýasynyň esasy materialy, geçiriji bolmak üçin ýörite bejerilýän kagyzdyr. Bu bejerilen kagyz, batareýany goldaýan gurluş bolup hyzmat edýär.

Adaty batareýalara meňzeş ýaly, kagyz batareýalary hem elektronlaryň geçirilmegini aňsatlaşdyrmak üçin polo positiveitel we otrisatel elektrodlary talap edýär. Adaty elektrod materiallaryna kagyzyň ýüzüne gönüden-göni ulanylýan metal oksidleri, uglerod esasly materiallar we beýlekiler girýär.

Kagyz batareýa ionlary geçirmek üçin elektrolit hem talap edýär. Bu elektrolit adatça suwuk ýa-da jel görnüşinde bolup, batareýanyň netijeli işlemegini üpjün etmek üçin kagyz süýümlerine aralaşyp biler. Kagyz batareýasy zynjyr bilen birikdirilende, elektrolitdäki ionlar elektrik meýdanynyň täsiri astynda akýar, zarýad we zarýad işini tamamlaýar we elektron enjamlara energiýa berýär.

Kagyz batareýalarynyň taryhy

2009-njy ýylda Kaliforniýadaky Stenford uniwersiteti kremniý nanowirlerden peýdalanyp, adaty litiý-ion batareýalarynyň on esse netijeliligi bilen batareýany döretmek üçin “kagyz batareýasyny” üstünlikli ösdürdi. 2015-nji ýylyň dekabrynda şwesiýaly alymlar bazardaky iň oňat superkapasitor batareýalaryna garşy durmak üçin ýeterlik derejede ýokary bolan batareýa hökmünde ulanyp boljak "kagyz" döretdiler.

Kagyz batareýalarynda ulanylýan nanomateriallar aýratyn. Bu materiallaryň gaty kiçi diametrleri we bir ölçegli gurluşlary bar, bu nanomateriallardan ýasalan syýa kagyza berk ýapyşmaga kömek edýär. Bu, batareýany we superkapisatory gaty çydamly edýär, ömri 40,000-e çenli zarýad we zarýad beriş siklleri bilen.

Adaty batareýalar ýaly, bu täze batareýa elektrodlary, elektrolitleri we bölüjini hem öz içine alýar. Hususan-da, kagyz batareýasy elektrodlary we elektrolitleri öz içine alýan sellýuloza kagyzlaryndan ýasalýar. Sellýuloza kagyzy bölüji bolup hyzmat edýär. Elektrodlar sellýuloza bilen garylan uglerod nanoturgylary we sellýulozadan ýasalan inçe filme ulanylýan litiý metaldyr. Elektrolit litiý heksafluorofosfat erginidir. Rensselaer politehniki institutynyň alymlary bu üç komponenti ýekeje inçe kagyz bilen birleşdirip, täze kagyz batareýasyny döretdiler.

Geçirilen gözlegler 2V naprýa .eniýede bu täze kagyz batareýasynyň her gram üçin 10 milliamp tok öndürip biljekdigini görkezdi. Innowasiýa önümçilik usulyna goşmaça, bu täze kagyz batareýasynyň çeýeligi ýaly köp möhüm aýratynlyklary bar. Esasy komponenti sellýuloza bolany üçin, kagyzyň käbir aýratynlyklaryny, şol sanda oňat çeýeligi saklaýar. Synag netijeleri, bu batareýanyň -70 ° C-den 150 ° C-e çenli temperatura üýtgemelerine çydap biljekdigini we kadaly işlemegini dowam etdirýändigini görkezýär.

Kagyz batareýalarynyň artykmaçlyklary we ulanylyşy

Kagyz batareýalarynda ulanylýan nanomateriallar, örän kiçi diametri we bir ölçegli gurluşy sebäpli ajaýyp, bu nanomateriallardan ýasalan syýa kagyz bilen berk baglanyşmaga kömek edýär. Bu, gaty çydamly batareýany we superkapisatoryň döremegine sebäp bolýar, kagyz kondensatorlary 40,000 zarýad we zarýad beriş siklini dowam etdirip biler.

Adaty batareýalardan tapawutlylykda, kagyz batareýalary metal, litiý we gidroksidi birleşmeleriň syzmagy meselesinden gaça durýar. Olar ekologiýa taýdan arassa we umumy öý galyndylary hökmünde gaýtadan işlenip bilner. Işläp düzüjiler bu batareýalaryň hem elýeterlidigini öňe sürýärler. Akylly kartoçkalar, aýdym-saz gutlag kartlary, elektron gazetler we RFID (Radio ýygylygy kesgitlemek) bellikleri üçin güýç çeşmesi hökmünde ulanylyp bilner. RFID tehnologiýasynyň çalt ösmegi bilen, kagyz batareýalary üçin potensial bazaryň geljekde milliardlarça dollara ýetmegine garaşylýar.

Kagyz batareýalarynyň ulanylyş meýdany örän giňdir. Bu batareýalar akylly kartoçkalarda, aýdym-saz gutlag kartalarynda, elektron belliklerinde, elektron gazetlerinde, RFID enjamlarynda, jübi telefonlarynda, noutbuklarda we beýleki önümlerde ulanylyp bilner. Mümkin bolan gymmaty ep-esli.