Mikä on paperiakku?

Hamilton Instituten julkaiseman artikkelin mukaan maailmanlaajuisesti kaatopaikoilla on yli 15 miljardia akkua. Noin 89 prosentin arvioidaan olevan tavallisia kotitalouksien paristoja tai alkaliparistoja. Tämä aiheuttaa ympäristölle erilaisia ​​ongelmia. Akkuhappo on erittäin myrkyllistä, raskasmetalleja voi vuotaa vesistöön ja poltettaessa komponentit saastuttavat ilmaa.

Paperiakun keksintöä on ylistetty tehokkaana “vihreänä” tai ympäristöystävällisenä teknologiana. Akku, joka on valmistettu jopa 90 prosentista selluloosasta, ei ole paksumpi kuin tavallinen tulostinpaperiarkki, noin 025 mm (00098 tuumaa). Koostumuksensa vuoksi paperiakku on täysin myrkytön ja täysin biohajoava.

New Yorkin Troyssa sijaitsevan Rensselaer Polytechnic Instituten opiskelijaryhmän vuonna 2007 luoma paperiakku on tulosta paperista, johon on infusoitu hiilinanoputkia, jotka mahdollistavat paperin sähkönjohtamisen. Hiilinanoputki on pieni sylinterin muotoinen lanka, joka on valmistettu hiilestä, luonnossa esiintyvästä aineesta, joka on planeetan suurimman osan elämästä. Hiilinanoputkien lisääminen paperiakkuun antaa sille ainutlaatuisen ominaisuuden. Toisin kuin useimmat käytössä olevat akut, paperiakkua voidaan vääntää, rypistää, muovata tai vääntää useisiin eri muotoihin, jolloin se ei menetä eheyttä. Nanoputkien joustavuus mahdollistaa näiden toimien toteuttamisen, ja akku on yhtä tehokas riippumatta siitä, mihin muotoon se on kierretty.

Paperiin on myös infusoitu elektrolyyttejä nestemäisen suolan muodossa, mikä edistää akun johtavia ominaisuuksia. Erittäin johtavan tilansa vuoksi paperiakut voivat toimia sekä normaalina litiumioniakkuna että superkondensaattorina. Tämä tarkoittaa, että akku pystyy varastoimaan ja säätämään suurempia määriä sähköä.

Akun luomiseen ei liity vettä. Tämän vuoksi akun toiminnallinen lämpötila-alue on -100 – 300 astetta Fahrenheit (-73 – 149 celsiusastetta). Laaja lämpötila-alue tarjoaa joukon käyttövaihtoehtoja, mukaan lukien korkean lämmön ja jäätymisen ympäristöt, joissa normaalit akut voivat rikkoutua, räjähtää tai halkeilla. Akun ainutlaatuisen rakenteen vuoksi lääketieteellinen yhteisö kiinnittää huomiota akun käyttöön sydämentahdistimissa.

Paperiparisto valmistetaan täysin integroituna laitteena, toisin kuin useimmat alkaliparistot, jotka sisältävät useita komponentteja. Nanoputket upotetaan paperiin luomisen yhteydessä ja elektrolyytit liotetaan selluloosaan. Tämä tarkoittaa, että kaikki komponentit on sidottu toisiinsa molekyylitasolla, mikä antaa paperiparistoille vielä yhden tason kestävyyttä.