Pile
Una batteria di carta, che si attiva con dell’acqua. Non è uno scherzo ma una nuova scoperta effettuata nel Laboratory for Cellulose and Wood Materials, di Dübendorf, in Svizzera. I ricercatori hanno utilizzato una carta monouso speciale con capacità conduttive, che si può attivare tramite l'acqua. Si tratta di un’invenzione che promette, nel caso di successo applicativo, di avere un grande impatto sull'elettronica monouso, cioè quell’universo di gadget temporanei, sensori e tracker a bassa potenza utilizzati in campo medico e industriale. Il vantaggio, oltre ai costi contenuti, sarebbe quello di non utilizzare materiale inquinante, in un settore in cui i rifiuti elettronici si accumulano rapidamente.
La batteria biodegradabile di carta e acqua
Lo studio svizzero dimostra come questa batteria possa funzionare pur essendo biodegradabile, realizzata con materiali sostenibili e poco costosa da assemblare. Nei test di laboratorio, una batteria a due celle realizzata con questa tecnologia è stata in grado di alimentare una sveglia Lcd. Spiegano gli scienziato che "La batteria si basa su una cella elettrochimica metallo-aria che utilizza lo zinco come metallo biodegradabile nell'anodo, la grafite nel catodo, la carta come separatore tra gli elettrodi e un elettrolita a base di acqua". Ovvero, si tratta di carta soffiata con sale di cloruro di sodio, delle dimensioni di un centimetro quadrato, dotata di circuiti a inchiostri stampati in cui si trovano scaglie di grafite da una parte (estremità positiva) e polvere di zinco dall’altra (estremità negativa). Un terzo inchiostro, composto da fiocchi di grafite e nerofumo, viene stampato su entrambi i lati, sopra gli altri due inchiostri, per collegare le estremità positive e negative a due fili. Questi ultimi sono fissati a un'estremità della carta, immersi in un impasto di cera.
Come funziona la batteria di carta
Per far funzionare questo piccolo oggetto come una batteria basta una piccola quantità di acqua, volendo anche solo due gocce. L’acqua scioglie i sali all'interno della carta, liberando ioni che attivano la batteria nell’arco di 20 secondi. Il circuito viene chiuso collegando i fili a un dispositivo elettrico: gli elettroni possono quindi essere trasferiti dalle estremità negative a quelle positive. Qual è la potenza della microbatteria ‘naturale’? Il paper spiega che con una tensione stabile di 1,2 volt, la batteria di carta si avvicina al livello di una batteria alcalina standard AA a 1,5 volt. Può essere anche plasmata a piacimento nella forma, a seconda delle esigenze industriali. Un difetto? Le prestazioni diminuiscono con il passare del tempo, man mano che la carta si asciuga, ma basta aggiungerne dell’altra per allungare la durata: "Questa dimostrazione dimostra che, nonostante la densità di potenza limitata rispetto alle tecnologie standard, la nostra batteria è ancora rilevante per un'ampia gamma di dispositivi elettronici a basso consumo e per l'ecosistema dell'Internet delle cose", scrivono i ricercatori. Che ora continuano il lavoro per migliorare l'efficienza della batteria.