Các thiết bị và tiện ích điện tử yêu cầu Nguồn cấp (AC hoặc DC), nguồn điện này có thể được lấy trực tiếp từ nguồn điện lưới hoặc từ pin điện. Pin có thể được định nghĩa là một thiết bị điện tử bao gồm (một hoặc nhiều) tế bào điện hóa. Năng lượng hóa học của tế bào điện hóa có thể được chuyển đổi thành năng lượng điện. Dựa trên các tiêu chí khác nhau, pin được phân loại thành nhiều loại khác nhau như vậy dựa trên tình trạng sạc lại được, chúng được phân loại là những cục pin có thể tự nạp lại và pin không thể sạc lại. Sự tiến bộ trong công nghệ đã phát triển các loại pin thân thiện với môi trường và linh hoạt hơn như pin giấy. Trong bài viết này, chúng ta hãy thảo luận về cấu tạo và hoạt động của pin giấy. Nhưng, về cơ bản, chúng ta phải biết pin giấy là gì.
Pin giấy
Pin giấy
Thiết bị lưu trữ năng lượng linh hoạt và mỏng có thể được sử dụng như pin được gọi là pin giấy. Pin giấy này cũng có thể được sử dụng như một tụ điện. Loại pin này có thể được sản xuất bằng cách hợp nhất các ống nano (làm bằng carbon) và giấy nano-composite (làm bằng cellulose). Pin giấy bao gồm thuộc tính của pin - khả năng lưu trữ năng lượng cao và thuộc tính của siêu tụ điện - mật độ năng lượng cao và do đó, tạo ra công suất cực lớn.
Cấu tạo pin giấy
Các thành phần chính được sử dụng để chế tạo pin giấy bao gồm:
- Ống nano carbon (CNT) được sử dụng cho cực âm
- Kim loại liti (Li +) được sử dụng cho cực dương
- Các loại chất điện giải khác nhau bao gồm máu, nước tiểu và mồ hôi (được gọi là chất điện giải sinh học)
- Giấy (Cellulose-Separator)
7 bước đơn giản để chế tạo pin giấy
Bước 1: Lấy một tờ giấy làm từ xenlulo và bôi mực cacbon đen lên trên
Bước 2: Trải mực này lên giấy
Bước 3: Sau khi phết mực, cán một lớp màng mỏng lên bề mặt cellulose
Bước 4: Đun nóng giấy xenlulo trong 5 phút ở 80 độ C
Bước 5: Sau đó, bóc màng khỏi chất nền
Bước 6: Các điện cực của pin giấy được hình thành bởi màng. Các chất điện phân LTO và LCO được kết nối với các màng khác nhau
Bước 7: Có thể kiểm tra hoạt động của pin giấy bằng cách kết nối các cực pin với đèn LED
Cấu trúc pin giấy
Pin giấy hoạt động
Các loại pin có thể sạc lại thông thường mà chúng ta sử dụng trong cuộc sống hàng ngày bao gồm các thành phần phân tách khác nhau được sử dụng để tạo ra các điện tử với phản ứng hóa học của kim loại và chất điện phân. Nếu một khi giấy của pin được nhúng vào chất lỏng dựa trên ion, thì pin sẽ bắt đầu hoạt động, tức là điện được tạo ra bởi sự chuyển động của các electron từ cực âm sang cực anot. Điều này là do phản ứng hóa học giữa các điện cực của pin giấy và chất lỏng. Do dòng chảy nhanh của các ion trong vòng vài giây (10 giây), năng lượng sẽ được lưu trữ trong điện cực giấy trong quá trình sạc lại. Bằng cách xếp chồng các pin giấy khác nhau lên nhau, công suất của pin giấy có thể được tăng lên.
Pin giấy hoạt động
Vì các pin giấy được kết nối với nhau rất chặt chẽ để tăng công suất của chúng, nên có khả năng xảy ra sự cố ngắn giữa cực dương và cực âm . Nếu một khi cực dương tiếp xúc với cực âm thì sẽ không có dòng điện chạy trong mạch ngoài. Do đó, để tránh ngắn mạch giữa anốt và catốt, cần có một rào cản hoặc bộ phân cách, có thể thực hiện được bằng bộ tách giấy.
Ống nano được sử dụng cho pin giấy
Pin giấy = Giấy (Cellulose) + Ống nano cacbon
Pin giấy có thể được sử dụng cho các ứng dụng khác nhau vì nó tạo điều kiện thuận lợi như gấp, xoắn, đúc, vò, định hình và cắt mà không ảnh hưởng đến hiệu quả của nó. Vì pin giấy là sự kết hợp của giấy xenlulo và ống nano carbon, tạo điều kiện thuận lợi cho việc sử dụng lâu dài, nguồn điện ổn định và năng lượng bùng nổ. Những loại pin giấy này được ước tính sử dụng để cung cấp năng lượng cho các phương tiện và thiết bị y tế thế hệ tiếp theo.
Thuộc tính pin giấy
Các đặc tính của pin giấy có thể được nhận ra từ các đặc tính của xenlulo như độ xốp tuyệt vời, khả năng phân hủy sinh học, không độc hại, có thể tái chế, độ bền kéo cao, khả năng hấp thụ tốt và độ bền cắt thấp và cũng từ các đặc tính của ống nano cacbon như mật độ khối lượng thấp, tính linh hoạt, mật độ đóng gói cao, nhẹ, dẫn điện tốt hơn silicon, mỏng (khoảng 0,5 đến 0,7mm) và điện trở thấp.
Ưu điểm của pin giấy
- Không giống như pin thông thường , pin giấy có thể được sử dụng bằng cách gấp, cắt và cuộn.
- Pin giấy hoạt động như một pin cũng như một tụ điện.
- Pin giấy là một thiết bị lưu trữ hiện đại với kích thước siêu mỏng.
- Nó có các tính chất đặc biệt như tiết kiệm hơn, có thể phân hủy sinh học và tương thích sinh học.
- Pin giấy có thể tạo ra năng lượng điện của 1,5V.
- Điện áp đầu ra của pin giấy có thể được tùy chỉnh dựa trên yêu cầu.
Nhược điểm của pin giấy
- Các ống nano carbon được sử dụng trong pin giấy rất đắt.
- Sự lãng phí pin giấy có thể làm hỏng phổi nếu hít phải.
- Điện áp điện tử được tạo ra bởi pin giấy.
Các ứng dụng của pin giấy
Ứng dụng pin giấy
Có rất nhiều ứng dụng cho pin giấy trong các lĩnh vực khác nhau. Trong thiết bị điện tử, pin giấy thường được sử dụng trong điện thoại di động, máy tính xách tay, máy tính, máy ảnh, chuột, bàn phím, thiết bị Bluetooth, v.v. Tương tự như vậy, trong khoa học y tế đối với mô nhân tạo, mỹ phẩm, hệ thống phân phối thuốc, v.v. Trong ô tô và máy bay, pin giấy được sử dụng trong xe hybrid vì trọng lượng nhẹ của chúng.
Bạn có quan tâm đến thiết kế dự án điện tử với những ý tưởng sáng tạo của riêng bạn? Sau đó, đăng ý tưởng, đề xuất và nhận xét của bạn trong phần bình luận bên dưới để được hỗ trợ kỹ thuật thêm.
