Construcción y funcionamiento de la batería de papel

Construcción y funcionamiento de la batería de papel

Los dispositivos y dispositivos electrónicos requieren un fuente de alimentación (ya sea CA o CC), esta fuente de alimentación se puede tomar directamente de la fuente de alimentación principal o de las baterías eléctricas. La batería se puede definir como un dispositivo electrónico compuesto por (una o más) celdas electroquímicas. La energía química de las células electroquímicas se puede convertir en energía eléctrica. Según diferentes criterios, las baterías se clasifican en varios tipos, de modo que, según la condición de recarga, se clasifican como baterías recargables y pilas no recargables. El avance de la tecnología desarrolló baterías más flexibles y respetuosas con el medio ambiente, como las de papel. En este artículo, analicemos la construcción y el funcionamiento de las baterías de papel. Pero, principalmente, debemos saber qué es una batería de papel.

Batería de papel

Batería de papel

Batería de papel



El dispositivo de almacenamiento de energía flexible y delgado que se puede utilizar como batería se denomina batería de papel. Esta batería de papel también se puede utilizar como condensador. Esta batería se puede producir fusionando los nanotubos (fabricados con carbono) y el papel nanocompuesto (fabricado con celulosa). La batería de papel consta de la propiedad de una batería: capacidad de almacenamiento de alta energía y propiedad de supercondensador - alta densidad de energía y, por lo tanto, produce una potencia extrema.




Construcción de batería de papel

Los principales componentes utilizados para la construcción de la batería de papel incluyen:

  • Nanotubo de carbono (CNT) utilizado para terminal de cátodo
  • Metal de litio (Li +) utilizado para terminal de ánodo
  • Diferentes tipos de electrolitos que incluyen sangre, orina y sudor (que se denominan bioelectrolitos)
  • Papel (Separador de celulosa)

7 pasos simples para la construcción de una batería de papel

Paso 1: Tome un papel a base de celulosa y aplique tinta de carbón negro sobre él
Paso 2: Extiende esta tinta aplicada sobre el papel
Paso 3: Después de esparcir la tinta, lamine una película delgada sobre la superficie de celulosa
Paso 4: Calentar el papel de celulosa durante 5 minutos a 80 grados C
Paso 5: Luego, retire la película del sustrato.
Paso 6: Los electrodos de la batería de papel están formados por película. Los electrolitos LTO y LCO están conectados a diferentes películas.
Paso 7: El funcionamiento de la batería de papel se puede verificar conectando los terminales de la batería al LED



Estructura de la batería de papel

Estructura de la batería de papel

Funcionamiento de la batería de papel

Las baterías recargables convencionales que utilizamos en nuestro día a día constan de varios componentes separadores que se utilizan para producir electrones con la reacción química de un metal y un electrolito. Si una vez que el papel de la batería se sumerge en un líquido a base de iones, la batería comienza a funcionar, es decir, se genera electricidad por el movimiento de electrones desde el terminal del cátodo al terminal del ánodo. Esto se debe a la reacción química entre los electrodos de la batería de papel y el líquido. Debido al rápido flujo de iones en unos pocos segundos (10 segundos), la energía se almacenará en el electrodo de papel durante la recarga. Al apilar varias baterías de papel unas sobre otras, se puede aumentar la salida de la batería de papel.

Funcionamiento de la batería de papel

Funcionamiento de la batería de papel



Como las baterías de papel están conectadas entre sí muy estrechamente para aumentar su salida, existe la posibilidad de que se produzcan cortos entre terminal de ánodo y terminal de cátodo . Si una vez que el terminal del ánodo entra en contacto con el terminal del cátodo, no habrá flujo de corriente en el circuito externo. Así, para evitar el cortocircuito entre ánodo y cátodo se necesita una barrera o separador, que puede ser llenado por el separador de papel.


Nanotubos utilizados para la batería de papel

Nanotubos utilizados para la batería de papel

Batería de papel = papel (celulosa) + nanotubos de carbono

La batería de papel se puede utilizar para diversas aplicaciones, ya que facilita ventajas como doblar, torcer, moldear, arrugar, dar forma y cortar sin afectar su eficiencia. Como las baterías de papel son la combinación de papel de celulosa y nanotubos de carbono, lo que facilita las ventajas de uso a largo plazo, potencia constante y ráfagas de energía. Se estima que estos tipos de baterías de papel se utilizarán para alimentar vehículos y dispositivos médicos de próxima generación.

Propiedades de la batería de papel

Las propiedades de la batería de papel se pueden reconocer a partir de las propiedades de la celulosa como excelente porosidad, biodegradabilidad, no tóxico, reciclabilidad, alta resistencia a la tracción, buena capacidad de absorción y baja resistencia al cizallamiento y también de las propiedades de los nanotubos de carbono como baja densidad de masa, flexibilidad, alta densidad de empaque, ligereza, mejor conductividad eléctrica que el silicio, delgada (alrededor de 0,5 a 0,7 mm) y baja resistencia.

Ventajas de la batería de papel

  • A diferencia del baterías convencionales , la batería de papel se puede utilizar plegando, cortando y enrollando.
  • La batería de papel funciona como batería y como condensador.
  • La batería de papel es un dispositivo de almacenamiento moderno con un tamaño ultradelgado.
  • Tiene propiedades especiales como más económico, biodegradable y biocompatible.
  • La batería de papel puede generar energía eléctrica de 1,5V.
  • El voltaje de salida de la batería de papel se puede personalizar según los requisitos.

Desventajas de la batería de papel

  • Los nanotubos de carbono utilizados en la batería de papel son muy caros.
  • El desperdicio de la batería de papel puede dañar los pulmones si se inhala.
  • El desperdicio electrónico es generado por baterías de papel.

Aplicaciones de la batería de papel

Aplicaciones de la batería de papel

Aplicaciones de la batería de papel

Existen numerosas aplicaciones para las baterías de papel en varios campos. En electrónica, la batería de papel se usa generalmente en teléfonos móviles, computadoras portátiles, calculadoras, cámaras, mouse, teclado, dispositivos Bluetooth, etc. Del mismo modo, en ciencias médicas para tejidos artificiales, cosméticos, sistemas de administración de fármacos, etc. En automóviles y aviones, las baterías de papel se utilizan en vehículos híbridos debido a su peso ligero.

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