3D 프린팅 생분해성 배터리

데이터 전송 마이크로 디바이스의 수는 향후 몇 년 동안 급격히 증가할 것입니다. 이러한 모든 장치에는 에너지가 필요하지만 배터리의 수는 환경에 큰 영향을 미칩니다. 연구원들은 이 문제를 해결할 수 있는 생분해성 미니 커패시터를 개발했습니다. 새로운 배터리는 탄소, 셀룰로오스, 글리세린, 식염으로 구성되며 3D 프린터를 사용하여 제조됩니다.

제조 장치는 셀룰로오스 나노 섬유와 셀룰로오스 나노 결정의 혼합물과 카본 블랙, 흑연 및 활성탄 형태의 탄소를 분배하는 수정된 상용 3D 프린터입니다. 이 모든 것을 액화하기 위해 연구원들은 이온 전도성을 위해 글리세린, 물, 두 가지 다른 유형의 알코올과 식염 한 꼬집을 사용합니다.

이러한 재료로 작동하는 슈퍼커패시터를 구축하려면 4개의 층이 필요하며 모두 3D 프린터에서 차례로 흘러나옵니다. 즉, 유연한 기판, 전도성 층, 전극 및 마지막으로 전해질입니다. 그런 다음 전체가 샌드위치처럼 접혀 있고 전해질이 중앙에 있습니다.

미니 커패시터는 몇 시간 동안 전기를 저장할 수 있으며 이미 작은 디지털 시계에 전력을 공급할 수 있습니다. 영하의 온도에서도 수천 번의 충전 및 방전 주기와 수년간의 보관을 견딜 수 있으며 압력과 충격에 강합니다. 배터리가 더 이상 필요하지 않으면 퇴비에 버리거나 자연에 그대로 둘 수 있습니다. 두 달이 지나면 커패시터가 분해되어 눈에 보이는 탄소 입자가 몇 개 남게 됩니다.

젤 재료는 환경 친화적이며 재생 가능한 원료일 뿐만 아니라 내부 화학 작용으로 인해 매우 다양합니다. 슈퍼커패시터는 곧 사물 인터넷의 핵심 구성 요소가 될 수 있습니다. 이러한 커패시터는 예를 들어 전자기장을 사용하여 잠시 충전한 다음 몇 시간 동안 센서 또는 마이크로 송신기에 전원을 공급할 수 있습니다. 예를 들어 배송 중 개별 패키지의 내용을 확인하는 데 사용할 수 있습니다. 환경 모니터링이나 농업에서 센서에 전원을 공급하는 것도 생각할 수 있습니다. 이러한 배터리는 자연 상태에서 열화될 수 있으므로 다시 수집할 필요가 없습니다.

최근 호황을 누리고 있는 가까운 환자 실험실 진단(현장 진료 테스트)의 훨씬 더 광범위한 사용으로 인해 전자 마이크로 디바이스의 수도 증가할 것입니다. 침대 옆에서 사용하는 소형 검사기나 당뇨병 자가진단기 등이 그 중 하나입니다.