מכשירים אלקטרוניים וגאדג'טים דורשים ספק כוח (או AC או DC), ניתן לקחת אספקת חשמל זו ישירות מהחשמל או מהסוללות החשמליות. ניתן להגדיר את הסוללה כמכשיר אלקטרוני המורכב מתאים אלקטרוכימיים (אחד או יותר). האנרגיה הכימית של התאים האלקטרוכימיים ניתנת להמרה לאנרגיה חשמלית. בהתבסס על קריטריונים שונים, הסוללות מסווגות לסוגים שונים, כך שעל פי מצב נטענת הן מסווגות סוללות נטענות וסוללות שאינן נטענות. ההתקדמות בטכנולוגיה פיתחה סוללות ידידותיות לסביבה וגמישות יותר כמו סוללות נייר. במאמר זה, הבה נדון בנושא בניית סוללות נייר ועבודה. אך בעיקר עלינו לדעת מהי סוללת נייר.

סוללת נייר

התקן אחסון האנרגיה הגמיש והדק שיכול לשמש כסוללה נקרא כסוללת נייר. סוללת נייר זו יכולה לשמש גם כקבל. ניתן לייצר סוללה זו על ידי מיזוג צינורות הננו (מיוצרים באמצעות פחמן) ונייר מרוכב (המיוצר באמצעות תאית). סוללת הנייר מורכבת ממאפיין של סוללה - יכולת אחסון אנרגטית גבוהה ורכוש של קבלים סופר צפיפות אנרגיה גבוהה ובכך מייצרת כוח קיצוני.

בניית סוללות נייר

המרכיבים העיקריים המשמשים לבניית סוללות נייר כוללים:

צינור פחמן (CNT) המשמש למסוף קתודה
מתכת ליתיום (Li +) המשמשת למסוף האנודה
סוגים שונים של אלקטרוליטים הכוללים דם, שתן וזיעה (המכונים ביו-אלקטרוליטים)
נייר (מפריד תאית)

7 שלבים פשוטים לבניית סוללות נייר

שלב 1: קח נייר מבוסס תאית והנח עליו דיו פחמן שחור
שלב 2: מורחים את הדיו המונח על הנייר
שלב 3: לאחר פיזור דיו, למינציה של סרט דק על פני התאית
שלב 4: מחממים את נייר התאית למשך 5 דקות בטמפרטורה של 80 מעלות צלזיוס
שלב 5: לאחר מכן, קלף את הסרט מהמצע
שלב 6: האלקטרודות של סוללת נייר נוצרות על ידי סרט. האלקטרוליטים LTO ו- LCO מחוברים לסרטים שונים
שלב 7: ניתן לבדוק את תפקוד סוללת הנייר על ידי חיבור מסופי הסוללה לנורית

מבנה סוללות נייר

סוללת נייר עובדת

הסוללות הנטענות המקובלות בהן אנו משתמשים בחיי היום יום שלנו מורכבות ממרכיבי הפרדה שונים המשמשים לייצור אלקטרונים עם תגובה כימית של מתכת ואלקטרוליט. אם ברגע שנייר הסוללה טובל בנוזל מבוסס יונים, הסוללה מתחילה לעבוד כלומר, נוצר חשמל על ידי תנועת אלקטרונים ממסוף קתודה למסוף אנודה. זאת בשל התגובה הכימית בין האלקטרודות של סוללת נייר לנוזל. בשל הזרימה המהירה של היונים תוך מספר שניות (10 שניות) אנרגיה תאוחסן באלקטרודת הנייר במהלך הטעינה. על ידי ערימת סוללות נייר שונות זו על זו, ניתן להגדיל את תפוקת סוללת הנייר.

“פרויקט פאנל סולארי למעקב אחר השמש ”

סוללת נייר עובדת

מכיוון שסוללות הנייר מחוברות זו לזו באופן הדוק לצורך הגדלת תפוקתן, יש סיכוי להתרחש קצר בין מסוף אנודה ומסוף קתודה . אם ברגע שמסוף האנודה יוצר קשר עם מסוף הקתודה, לא תהיה זרימת זרם במעגל החיצוני. לפיכך, כדי למנוע את הקצר בין האנודה לקתודה יש צורך במחסום או מפריד, אותו ניתן למלא על ידי מפריד הנייר.

צינורות ננו המשמשים לסוללת נייר

סוללת נייר = נייר (תאית) + צינורות פחמן

ניתן להשתמש בסוללת הנייר ליישומים שונים שכן היא מאפשרת יתרונות כמו קיפול, פיתול, יציקה, קימוט, עיצוב וגזירה מבלי להשפיע על יעילותה. מכיוון שסוללות הנייר הן השילוב של נייר תאית וצינורות פחמן, מה שמקל על היתרונות של שימוש ארוך טווח, כוח יציב ופרצי אנרגיה. ההערכה היא כי סוגים אלה של סוללות נייר משמשות להפעלת רכבי הדור הבא ומכשירים רפואיים.

“מטען סוללות עם מצב desulfation ”

מאפייני סוללות נייר

ניתן לזהות את המאפיינים של סוללת נייר מהתכונות של תאית כגון נקבוביות מעולה, פירוק ביולוגי, לא רעיל, יכולת מחזור, חוזק מתיחה גבוה, יכולת ספיגה טובה, ועוצמת גזירה נמוכה וגם מהתכונות של צינורות פחמן כגון צפיפות מסה נמוכה, גמישות, צפיפות אריזה גבוהה, קלילות, מוליכות חשמלית טובה יותר מסיליקון, דק (סביב 0.5 עד 0.7 מ'מ) ועמידות נמוכה.

היתרונות של סוללת נייר

לא כמו ה סוללות קונבנציונליות , ניתן להשתמש בסוללת נייר על ידי קיפול, חיתוך וגלגול.
סוללת נייר מתפקדת כסוללה כמו גם כקבל.
סוללת נייר היא מכשיר אחסון מודרני בגודל דק במיוחד.
יש לו מאפיינים מיוחדים כגון חסכוני יותר, מתכלה וביו-תואם.
סוללת נייר יכולה ליצור אנרגיה חשמלית של 1.5V.
ניתן להתאים את מתח המוצא של סוללת נייר על פי דרישה.

חסרונות של סוללת נייר

צינורות הפחמן הנמצאים בשימוש בסוללת נייר הם יקרים מאוד.
בזבוז סוללות הנייר עלול לגרום נזק לריאות אם הוא נשאף.
הפסולת האלקטרונית נוצרת על ידי סוללות נייר.

יישומים של סוללת נייר

יישומי סוללות נייר

ישנם יישומים רבים עבור סוללות נייר בתחומים שונים. באלקטרוניקה, בדרך כלל משתמשים בסוללות נייר במכשירים ניידים, מחשבים ניידים, מחשבונים, מצלמות, עכבר, מקלדת, התקני Bluetooth וכו '. באופן דומה, במדעי הרפואה לרקמות מלאכותיות, קוסמטיקה, מערכות למסירת תרופות וכן הלאה. במכוניות ובמטוסים משתמשים בסוללות נייר רכבים היברידיים בגלל משקלם הקל.

האם אתה מעוניין לעצב פרויקטים אלקטרוניים עם רעיונות חדשניים משלך? לאחר מכן, פרסם את הרעיונות, ההצעות וההערות שלך בסעיף ההערות למטה לקבלת סיוע טכני נוסף.