I ricercatori dell'Istituto svizzero Empa hanno sviluppato una batteria di carta attivata dall'acqua. Lo scopo? risolvere l'inadeguatezza dell'elettronica monouso a bassa potenza. Il team ritiene che l'invenzione possa essere utilizzata al posto degli attuali, dispendiosi smart tracker, dei sensori ambientali e delle apparecchiature mediche diagnostiche.
Come è fatta la batteria di carta di Empa?
La batteria contiene almeno una piccola cella, con tre diversi inchiostri stampati su una striscia di carta rettangolare. La carta viene poi cosparsa di sale e immersa nella cera: infine, ai due lati della carta vengono messi inchiostro con scaglie di grafite (che funge da polo positivo) e inchiostro con polvere di zinco (che funge da polo negativo). Tocco finale: un'altra miscela di inchiostro con grafite e nerofumo viene stampata su entrambi i lati della striscia completando il tutto.
E come funziona? Basta aggiungere una piccola quantità di acqua. I sali che rivestono la carta si dissolvono, rilasciando ioni carichi per rendere la striscia conduttiva. Quando gli ioni si disperdono, lo zinco presente nell'inchiostro si ossida e rilascia elettroni, che vengono poi trasferiti tramite gli inchiostri al catodo di grafite. La conseguente reazione con l'ossigeno nell'aria genera una corrente elettrica che può essere usata per alimentare dispositivi esterni.
Durante lo studio, il team ha combinato con successo due celle per avviare una sveglia con display a cristalli liquidi, raggiungendo una tensione stabile di 1,2 volt, appena inferiore agli 1,5 volt di una batteria alcalina AA standard.
Dopo un'ora, quando le prestazioni della batteria sperimentale sono diminuite drasticamente a causa dell'asciugatura della carta, gli scienziati hanno semplicemente aggiunto altra acqua, permettendo alla cella di mantenere una tensione operativa stabile di 0,5 volt per un'altra ora.
Prossimi sviluppi
"La particolarità della nostra nuova batteria di carta," spiega Guastav Nyström, che ha condotto lo studio, "è la sua estrema versatilità. Ci consente di aggiungere all'inchiostro solo la quantità di zinco necessaria all'applicazione specifica".
E il problema della carta che si asciuga? Lo scienziato è fiducioso: il team apporterà i miglioramenti di progettazione necessari per aggirare il problema, che comunque si presenta solo in particolari condizioni di umidità.
Potrebbe essere questa batteria di carta la chiave per ridurre i rifiuti elettronici a bassa potenza? Di certo sembra promettente.
