Tạo ra pin chạy bằng giấy và nước, mạnh ngang pin AA

Pin giấy chạy bằng nước hứa hẹn sẽ mang lại tính ứng dụng cao đối với các thiết bị điện tử dùng một lần.

Mới đây, ba nhà nghiên cứu gồm: Alexandre Poulin, Xavier Aeby và Gustav Nyström đã tuyên bố chế tạo thành công loại pin giấy vô cùng đặc biệt, với khả năng phân hủy sinh học và được làm từ các vật liệu giá rẻ.

Loại pin đặc biệt sử dụng giấy và nước (làm mực in) để hoạt động.

Cách thức hoạt động của loại pin này là dựa trên quá trình điện hóa giữa kim loại và không khí. Cụ thể, các lá kẽm sẽ được phân hủy ở cực dương, còn than chì sẽ nằm ở cực âm. Trong đó, giấy khuếch tán muối natri clorua đóng vai trò phân cách giữa các điện cực và chất điện phân dạng nước.

Phía trên mặt giấy là một loại mực đặc biệt, chứa các mảnh graphite và hoạt động như cực âm, trong khi một loại mực khác mặt kia của tờ giấy có chứa bột kẽm và đóng vai trò là cực dương.

Loại mực thứ ba, gồm các mảnh than chì và muội than, được in trên cả hai mặt đóng vai trò nối các đầu cực dương và cực âm với hai dây dẫn. Chúng được gắn vào một đầu của tờ giấy, sau đó nhúng vào sáp.

Tất cả những gì cần thiết để cục pin này hoạt động là một lượng nước nhỏ (khoảng 2 giọt), được đưa vào để hòa tan muối chứa bên trong giấy, từ đó giải phóng các ion tích điện từ cực âm sang cực dương.

Dựa trên các thí nghiệm do nhóm thực hiện, pin bắt đầu tạo ra năng lượng khoảng 20 giây sau khi thêm nước vào dung dịch. Với điện áp ổn định ở khoảng 1,2 V, pin giấy gần như ngang bằng với pin kiềm AA tiêu chuẩn được sử dụng rộng rãi hiện nay, với điện áp 1,5 V.

Nhờ sở hữu các đặc điểm này, pin giấy được cho là phù hợp với sự xuất hiện ngày một nhiều của các thiết bị điện tử sử dụng một lần, thí dụ như cảm biến môi trường, thiết bị giám sát thực phẩm...

Theo các nhà khoa học, đây là một nghiên cứu mang tính đột phá, cho thấy sự nhận thức ngày càng cao về vấn đề rác thải điện tử và nhu cầu ngày càng tăng về một loại pin có tác động môi trường rõ rệt.

"Sự ra đời của loại pin này sẽ tạo ra cơ hội mới cho các vật liệu và những cấu trúc độc đáo, nhằm mang lại sự cân bằng giữa hiệu suất và tác động môi trường", các nhà nghiên cứu cho biết.

Hiện, nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Scientific Reports.