Sadece Su Ekleyin: Biyobozunur Kağıt Pil Bir Gün Tıbbi Cihazlara Güç Verebilir

Okuma süresi: ∽2 dk

Teşhis cihazları gibi tek kullanımlık elektronik cihazlar, deneysel suyla etkinleştirilen, biyolojik olarak parçalanabilen bir pil sayesinde daha çevre dostu hale gelebilir.

Standart pillerde su, elektronların pozitif terminalden negatif terminale akışını bozarak kısa devreye neden olabilir. İsviçre'nin Dübendorf kentindeki İsviçre Federal Malzeme Bilimi ve Teknolojisi Laboratuvarlarından araştırmacılar, suyun elektrokimyasal özelliklerinden yararlandılar ve onu bir katalizör olarak kullandılar.

Akü fitili tarafından su emildiğinde, akünün tabanında dağılmış olan sodyum klorürü çözer ve elektrokimyasal hücreyi aktive eder. Pil, metal anot için çinko, toksik olmayan katot için grafit ve substrat için kağıt gibi biyolojik olarak parçalanabilen diğer malzemeleri kullanır.

Araştırmacılar, ortak yazar Gustav Nyström, PhD'ye göre "güvenli ve zararsız" kağıt bazlı pillerin basılmasına izin veren ve bu nedenle çevre üzerinde minimum etki ile atılabilen sürdürülebilir malzemeler ve işleme teknikleri geliştirdiler.

Elektronik cihazlar tarafından atık olarak üretilen e-atık, giderek artmaktadır. Her yıl dünya genelinde kullanılan toplam elektronik ekipman miktarı 2,5 milyon ton artıyor. Kullanımdaki artışla birlikte atıklarda bir artış meydana gelir.

Küresel olarak 2030 yılına kadar toplam e-atık miktarının yaklaşık 490 yolcu gemisinin ağırlığına eşdeğer olan 74,7 milyon tona ulaşması bekleniyor. Sağlık sektörü, bilgisayarlar, tabletler, mobil cihazlar ve bir dizi başka küçük cihaz dahil olmak üzere e-atıklara katkıda bulunan çeşitli elektronik cihazlar ve bunlara güç sağlayan tüm piller kullanır. 

Araştırmacılar, bakım noktası teşhis ekipmanı (örneğin, kan şekeri monitörleri ve kan hücresi sayımı ölçerler) gibi cihazların bu pillerle çalıştırılabileceğini tahmin ediyor.

Nyström, "Düşük güçlü elektroniklere ve sensörlere, örneğin sadece tarım, çevre veya gıda algılama için değil, aynı zamanda biyomedikal teşhis kitleri için güç vermenin yararlı olabileceğini düşünüyoruz" dedi.

Araştırmacılar, enerji yeteneklerini göstermek için iki hücreli bir pil üretti ve onu dijital bir çalar saate güç sağlamak için kullandı. Pil, su uygulanana ve pilin kağıt alt tabaka bileşeni tarafından emilene kadar etkisiz kalacak şekilde tasarlanmıştır.

Bir kağıt parçasından yapılmış pil tarafından çalıştırılan dijital saat.

Aktive edildiğinde, tek bir pil hücresi 1,2 V'luk bir açık devre potansiyeli ve 0,5 mA'da 150 µW/cm2'lik bir tepe güç yoğunluğu sağlayabilir. Karşılaştırma için, bir AAA alkalin pilin yaklaşık 1,6 V'luk bir voltaj potansiyeli vardır.

Deneylerde, kağıt alt tabakanın kurumasının bir sonucu olarak performans düşmeden önce yaklaşık bir saat çalıştırılan pil, yeniden sulandırıldığında, pil performans özelliklerini hızla geri kazandı.

Araştırmacılara göre, daha büyük veya daha kalın bir fitil, bir su deposu gibi davranarak pil ömrünü uzatabilir.

Nyström, "Kağıt binlerce yıldır bir bilgi taşıyıcısı olmuştur. Şimdiki bağlantılı toplumda, kağıdın güvenli bir şekilde atılabilir dijital bilgi taşıyıcısı olarak yeni bir rolünü görüyoruz" dedi. "Umarım araştırmamız enerji depolamayı entegre etmenin yeni yollarına katkıda bulunabilir."

Nyström, ilgili herhangi bir finansal ilişki bildirmemiştir.

KAYNAK https://www.medscape.com/viewarticle/978733