Onderzoekers uit Zwitserland hebben een batterij ontwikkeld die bestaat uit papier, inkt, zout en water. Met behulp van een door water geactiveerde papieren batterij voedden ze een wekker met een lcd-scherm. Het duurde 20 seconden voordat de batterijen waren geactiveerd. Daarna leverde hij een uur lang een stabiele spanning van 1,2 volt. Ter vergelijking: een gewone AA-batterij levert 1,5 volt.
De wegwerpbatterij is bedacht door Gustav Nyström en zijn team, en bestaat uit minstens één cel van één vierkante centimeter. Verder bestaat het uit drie inktsoorten die gedrukt zijn op een rechthoekige strook papier. Het strookje papier is verzadigd met zout en één zijde is ondergedompeld in was. Inkt met grafietvlokken dient als de positieve uiteinde van het papier (de anode), wordt gedrukt op een van de platte zijden van het papier. Inkt met zinkpoeder wordt dient als de negatieve uiteinde (kathode) en wordt op de achterkant van het papier gedrukt. Een derde inkt, met grafietvlokken en roet, wordt aan beide zijden van het papier gedrukt, over de andere twee inkten. Hierdoor worden de stroomcollectoren gevormd die de twee polen van de batterij verbinden met twee draden die zich aan de met was gedompelde einde van de papierstrook.
Wordt er een kleine hoeveelheid water toegevoegd, dan lossen de zouten op en komen er geladen ionen vrij, waardoor het elektrolyt ionisch geleidend wordt. Deze ionen verspreiden zich door het papier en activeren daarmee de batterij, waardoor zink in de inkt bij de anode geoxideerd wordt. Daarbij komen elektronen vrij.
De hierboven beschreven aansluiting van een wekker met lcd-display diende als 'proof of concept'. Hiervoor gebruiken de onderzoekers een batterij met twee van hun papieren cellen. Hier werd aangetoond dat de prestaties van de batterij na een uur aanzienlijk afnamen. De batterij kan echter opnieuw worden geactiveerd door nog twee druppels water toe te voegen. Als resultaat handhaafde het meer dan een uur een stabiele bedrijfsspanning van 0,5 volt.
Omdat papier, zink en de andere componenten biologisch afbreekbaar zijn, zou de milieu-impact van de batterij aanzienlijk lager zijn dan die van bestaande batterijen. "En in tegenstelling tot veel metaal-luchtbatterijen, die een metaalfolie gebruiken die geleidelijk leegraakt naarmate de batterij wordt gebruikt, hebben we met ons ontwerp alleen de hoeveelheid zink in de inkt gedaan die nodig is voor de betreffende toepassing", legt Dr. Gustav Nyström uit.
Nystrom wijst erop dat de tijd dat de batterij nat en dus functioneel blijft zeker een zwak punt is. De onderzoeker heeft er echter alle vertrouwen in dit probleem met een andere structuur op te kunnen lossen.
Bron: Empa
