Chế tạo pin giấy thân thiện môi trường

Hiện, có những thiết bị điện tử dùng một lần có thể phân hủy sinh học, ví dụ như cảm biến môi trường. Tuy nhiên, pin dùng để cung cấp năng lượng cho chúng vẫn gây ra các vấn đề sinh thái.  Đó là lý do nhóm chuyên gia tại Đại học Công nghệ Nanyang chế tạo loại pin giấy mới với khả năng phân hủy sinh học hoàn toàn.

Phiên bản pin kích thước 4 cm x 4 cm có thể cung cấp năng lượng cho một chiếc quạt điện nhỏ trong 45 phút. Dòng điện phát ra không gián đoạn kể cả khi nó bị bẻ cong hay vặn xoắn, thậm chí bị cắt.

Chính giữa pin là một tấm giấy cellulose, được bổ sung hydrogel để lấp đầy khoảng trống giữa các sợi cellulose. Tấm giấy đóng vai trò là vật ngăn cách giữa hai điện cực anode và cathode in trên hai mặt giấy. Mực dẫn điện được sử dụng để in anode chủ yếu gồm kẽm và muội than, trong khi mangan và niken dùng cho mực in cathode.

Khi quá trình in điện cực hoàn thành, nhóm chuyên gia nhúng toàn bộ pin vào một chất điện li, sau đó phủ lên cả hai điện cực một lớp vàng mỏng để tăng tính dẫn điện. Thành phẩm dày khoảng 0,4mm và bị phân hủy bởi các vi sinh vật chỉ trong một tháng sau khi chôn xuống đất.

“Khi sự phân hủy diễn ra, các vật liệu điện cực được giải phóng ra môi trường. Niken hoặc mangan dùng trong cathode vẫn duy trì dạng oxit hoặc hydroxit, gần với dạng khoáng vật tự nhiên. Trong khi đó, kẽm ở anode sẽ được ôxy hóa tự nhiên để tạo thành hydroxit không độc hại. Điều này cho thấy loại pin mới có tiềm năng trở thành giải pháp thay thế bền vững hơn cho các loại pin hiện nay”, giáo sư Fan Hongjin, đồng tác giả nghiên cứu cùng phó giáo sư Lee Seok Woo, cho biết.

Ngoài sử dụng trong thiết bị điện tử dùng một lần, pin giấy cũng có thể dùng cho thiết bị điện tử mềm dẻo và các loại vải thông minh. Nghiên cứu của nhóm chuyên gia tại Đại học Công nghệ Nanyang công bố trên tạp chí Advanced Science.