Aufbau und Funktion von Papierbatterien

Elektronische Geräte und Gadgets benötigen eine LeistungStromversorgung (entweder AC oder DC), diese Stromversorgung kann direkt vom Netz oder von den elektrischen Batterien entnommen werden. Die Batterie kann als ein elektronisches Gerät definiert werden, das aus (einer oder mehreren) elektrochemischen Zellen besteht. Die chemische Energie der elektrochemischen Zellen kann in elektrische Energie umgewandelt werden. Basierend auf unterschiedlichen Kriterien werden Batterien in verschiedene Typen eingeteilt, so dass sie auf Basis der wiederaufladbaren Bedingungen als wiederaufladbare Batterien und nicht wiederaufladbare Batterien klassifiziert werden. Der technologische Fortschritt entwickelte umweltfreundliche und flexiblere Batterien wie Papierbatterien. Lassen Sie uns in diesem Artikel die Konstruktion und Arbeitsweise von Papierbatterien diskutieren. Aber in erster Linie müssen wir wissen, was eine Papierbatterie ist.

Papierbatterie

Papierbatterie

Der flexible und dünne Energiespeicher derals Batterie verwendet werden kann, wird als Papierbatterie bezeichnet. Diese Papierbatterie kann auch als Kondensator verwendet werden. Diese Batterie kann hergestellt werden, indem die Nanoröhren (aus Kohlenstoff hergestellt) und das Nanopartikelpapier (aus Zellulose hergestellt) zusammengefügt werden. Die Papierbatterie besteht aus Eigenschaft einer Batterie - hoher Energiespeicherkapazität und Eigenschaft eines Superkondensators - hoher Energiedichte und erzeugt somit extreme Leistung.

Papierbatteriekonstruktion

Die Hauptkomponenten, die für den Bau von Papierbatterien verwendet werden, sind

  • Carbon Nanotube (CNT) für Kathodenterminals
  • Lithiummetall (Li +) für Anodenanschlüsse
  • Verschiedene Arten von Elektrolyten, darunter Blut, Urin und Schweiß (die als Bioelektrolyte bezeichnet werden)
  • Papier (Zellulose-Separator)

7-einfache Schritte für den Aufbau von Papierbatterien

Schritt 1: Nehmen Sie ein Papier auf Zellulosebasis und tragen Sie schwarze Rußfarbe auf
Schritt 2: Verteilen Sie diese Tinte auf dem Papier
Schritt 3: Laminieren Sie nach dem Aufbringen der Tinte einen dünnen Film über die Zelluloseoberfläche
Schritt 4: Erwärmen Sie das Cellulosepapier 5 Minuten bei 80 ° C
Schritt 5: Ziehen Sie dann den Film vom Substrat ab
Schritt 6: Die Elektroden der Papierbatterie werden durch einen Film gebildet. Die Elektrolyten LTO und LCO sind mit verschiedenen Filmen verbunden
Schritt 7: Die Funktion der Papierbatterie kann durch Anschließen der Batterieklemmen an die LED überprüft werden

Struktur der Papierbatterie

Papierakku funktioniert

Die herkömmlichen Akkus die wirDie Verwendung in unserem täglichen Leben besteht aus verschiedenen Trennkomponenten, die zur Erzeugung von Elektronen mit der chemischen Reaktion eines Metalls und eines Elektrolyten verwendet werden. Wenn das Papier der Batterie einmal in ionenbasierte Flüssigkeit eingetaucht ist, beginnt die Batterie zu arbeiten, d. Dies liegt an der chemischen Reaktion zwischen den Elektroden der Papierbatterie und der Flüssigkeit. Aufgrund des schnellen Flusses der Ionen innerhalb von wenigen Sekunden (10 Sekunden) wird während des Aufladens Energie in der Papierelektrode gespeichert. Durch das Aufeinanderlegen verschiedener Papierbatterien kann die Leistung der Papierbatterie erhöht werden.

Papierakku funktioniert

Da sind die Papierbatterien miteinander verbundensehr nahe, um ihre Leistung zu erhöhen, besteht die Möglichkeit eines Kurzschlusses zwischen dem Anodenanschluss und dem Kathodenanschluss. Wenn der Anodenanschluss einmal mit dem Kathodenanschluss in Kontakt steht, wird im externen Stromkreis kein Strom fließen. Um den Kurzschluss zwischen Anode und Kathode zu vermeiden, ist daher eine Barriere oder ein Separator erforderlich, die der Papiertrenner erfüllen kann.

Nanoröhren für Papierbatterien

Papierbatterie = Papier (Zellulose) + Kohlenstoffnanoröhrchen

Der Papierakku kann für verschiedene verwendet werdenAnwendungen, da sie Vorteile wie Falten, Verdrehen, Formen, Zerknittern, Formen und Schneiden ermöglichen, ohne die Effizienz zu beeinträchtigen. Da die Papierbatterien eine Kombination aus Zellulosepapier und Kohlenstoff-Nanoröhren sind, sind die Vorteile einer langfristigen Nutzung, gleichbleibender Leistung und Energiestöße möglich. Es wird geschätzt, dass diese Arten von Papierbatterien für die Stromversorgung der nächsten Generation von Fahrzeugen und medizinischen Geräten verwendet werden.

Eigenschaften der Papierbatterie

Die Eigenschaften der Papierbatterie können erkannt werdenaus den Eigenschaften von Cellulose, wie ausgezeichnete Porosität, biologische Abbaubarkeit, ungiftig, Recyclingfähigkeit, hohe Zugfestigkeit, gutes Absorptionsvermögen und geringe Scherfestigkeit sowie aus den Eigenschaften von Kohlenstoffnanoröhrchen, wie niedrige Massendichte, Flexibilität, hohe Packung Dichte, Helligkeit, bessere elektrische Leitfähigkeit als Silizium, dünn (um 0,5 bis 0,7 mm) und niedriger Widerstand.

Vorteile des Papierakkus

  • Im Gegensatz zu herkömmlichen Batterien können Papierbatterien durch Falten, Schneiden und Rollen verwendet werden.
  • Der Papierakku funktioniert sowohl als Akku als auch als Kondensator.
  • Der Papierakku ist ein modernes Speichergerät mit ultradünnen Abmessungen.
  • Es hat besondere Eigenschaften wie wirtschaftlicher, biologisch abbaubar und biokompatibel.
  • Eine Papierbatterie kann elektrische Energie von 1,5 V erzeugen.
  • Die Ausgangsspannung der Papierbatterie kann je nach Anforderung angepasst werden.

Nachteile des Papierakkus

  • Die in Papierbatterien verwendeten Kohlenstoffnanoröhrchen sind sehr teuer.
  • Der Papierbatterieabfall kann die Lunge beschädigen, wenn er eingeatmet wird.
  • Die E-Verschwendung wird durch Papierbatterien erzeugt.

Anwendungen von Papierbatterien

Papierbatterieanwendungen

Es gibt zahlreiche Anwendungen für PapierBatterien in verschiedenen Bereichen. In der Elektronik wird Papierbatterie normalerweise in Handys, Laptops, Rechnern, Kameras, Maus, Tastatur, Bluetooth-Geräten usw. verwendet. Ähnlich in den medizinischen Wissenschaften für künstliche Gewebe, Kosmetika, Arzneimittelabgabesysteme und so weiter. In Automobilen und Flugzeugen werden Papierbatterien wegen ihres geringen Gewichts in Hybridfahrzeugen verwendet.

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