تتطلب الأجهزة والأدوات الإلكترونية أ مزود الطاقة (سواء AC أو DC) ، يمكن أخذ مصدر الطاقة هذا مباشرة من مصدر الطاقة الرئيسي أو من البطاريات الكهربائية. يمكن تعريف البطارية على أنها جهاز إلكتروني يتكون من (واحدة أو أكثر) من الخلايا الكهروكيميائية. يمكن تحويل الطاقة الكيميائية للخلايا الكهروكيميائية إلى طاقة كهربائية. بناءً على معايير مختلفة ، يتم تصنيف البطاريات إلى أنواع مختلفة بناءً على حالة قابلة لإعادة الشحن يتم تصنيفها على أنها بطاريات قابلة للشحن والبطاريات غير القابلة لإعادة الشحن. أدى التقدم التكنولوجي إلى تطوير بطاريات صديقة للبيئة وأكثر مرونة مثل البطاريات الورقية. في هذه المقالة ، دعونا نناقش حول بناء بطارية الورق والعمل. ولكن ، في المقام الأول ، يجب أن نعرف ما هي البطارية الورقية.
بطارية الورق
بطارية الورق
يُطلق على جهاز تخزين الطاقة المرن والرقيق الذي يمكن استخدامه كبطارية اسم البطارية الورقية. يمكن أيضًا استخدام بطارية الورق هذه كمكثف. يمكن إنتاج هذه البطارية عن طريق دمج الأنابيب النانوية (المصنوعة من الكربون) والورق النانوي المركب (المصنوع من السليلوز). تتكون البطارية الورقية من خاصية البطارية - سعة تخزين عالية الطاقة وممتلكات المكثف الفائق - كثافة طاقة عالية ، وبالتالي تنتج طاقة قصوى.
بناء بطارية الورق
تشمل المكونات الرئيسية المستخدمة في صناعة البطاريات الورقية ما يلي:
- أنابيب الكربون (CNT) المستخدمة لمحطة الكاثود
- معدن الليثيوم (Li +) المستخدم لمحطة الأنود
- أنواع مختلفة من الإلكتروليتات التي تشمل الدم والبول والعرق (والتي يطلق عليها الشوارد الحيوية)
- الورق (فاصل السليلوز)
7-خطوات بسيطة لبناء بطارية ورقية
الخطوة 1: خذ ورقًا قائمًا على السليلوز وقم بتطبيق حبر الكربون الأسود عليه
الخطوة 2: انشر هذا الحبر المطبق على الورق
الخطوه 3: بعد نشر الحبر ، قم بتصفيح طبقة رقيقة فوق سطح السليلوز
الخطوة 4: سخني ورق السليلوز لمدة 5 دقائق عند 80 درجة مئوية
الخطوة 5: ثم انزع الفيلم من الركيزة
الخطوة 6: يتم تشكيل أقطاب البطارية الورقية بواسطة فيلم. يتم توصيل المنحلات بالكهرباء LTO و LCO بأفلام مختلفة
الخطوة 7: يمكن التحقق من عمل البطارية الورقية عن طريق توصيل أطراف البطارية بمصباح LED
هيكل بطارية الورق
بطارية ورقة العمل
تتكون البطاريات التقليدية القابلة لإعادة الشحن التي نستخدمها في حياتنا اليومية من مكونات فصل مختلفة تُستخدم لإنتاج الإلكترونات مع التفاعل الكيميائي للمعدن والكهارل. إذا تم غمس ورقة البطارية في سائل أيوني ، تبدأ البطارية في العمل ، يتم توليد الكهرباء عن طريق حركة الإلكترونات من محطة الكاثود إلى محطة الأنود. ويرجع ذلك إلى التفاعل الكيميائي بين أقطاب البطارية الورقية والسائل. نظرًا للتدفق السريع للأيونات في غضون بضع ثوانٍ (10 ثوانٍ) ، سيتم تخزين الطاقة في قطب الورق أثناء إعادة الشحن. من خلال تكديس العديد من البطاريات الورقية على بعضها البعض ، يمكن زيادة إخراج بطارية الورق.
بطارية ورقة العمل
نظرًا لأن البطاريات الورقية متصلة ببعضها البعض بشكل وثيق جدًا لزيادة إنتاجها ، فهناك احتمال حدوث قصور بين البطاريات محطة الأنود ومحطة الكاثود . إذا اتصلت محطة الأنود مرة واحدة بمحطة الكاثود ، فلن يكون هناك تدفق للتيار في الدائرة الخارجية. وبالتالي ، لتجنب قصر الدائرة بين الأنود والكاثود ، هناك حاجة إلى حاجز أو فاصل ، والذي يمكن تحقيقه بواسطة فاصل الورق.
الأنابيب النانوية المستخدمة للبطارية الورقية
بطارية الورق = ورق (سليلوز) + أنابيب نانوية كربونية
يمكن استخدام البطارية الورقية في العديد من التطبيقات حيث إنها تسهل مزايا مثل الطي ، واللف ، والقولبة ، والتفتت ، والتشكيل ، والقطع دون التأثير على كفاءتها. نظرًا لأن البطاريات الورقية هي مزيج من ورق السليلوز والأنابيب النانوية الكربونية ، مما يسهل مزايا الاستخدام طويل المدى ، والطاقة الثابتة ، ورشقات الطاقة. من المقدر أن تستخدم هذه الأنواع من البطاريات الورقية لتشغيل مركبات الجيل التالي والأجهزة الطبية.
خصائص بطارية الورق
يمكن التعرف على خصائص البطاريات الورقية من خصائص السليلوز مثل المسامية الممتازة وقابلية التحلل البيولوجي وغير السامة وقابلية إعادة التدوير وقوة الشد العالية وسعة الامتصاص الجيدة وقوة القص المنخفضة وأيضًا من خصائص الأنابيب النانوية الكربونية مثل كثافة كتلة منخفضة ، ومرونة ، وكثافة تعبئة عالية ، وخفة ، وموصلية كهربائية أفضل من السيليكون ، ورقيقة (حوالي 0.5 إلى 0.7 مم) ، ومقاومة منخفضة.
مزايا البطارية الورقية
- على عكس البطاريات التقليدية ، يمكن استخدام بطارية الورق عن طريق الطي والقطع والدرفلة.
- تعمل بطارية الورق كبطارية بالإضافة إلى مكثف.
- البطارية الورقية عبارة عن جهاز تخزين حديث بحجم فائق النحافة.
- لها خصائص خاصة مثل أكثر اقتصادا وقابلة للتحلل البيولوجي ومتوافقة مع بيولوجيا.
- يمكن أن تولد بطارية الورق طاقة كهربائية 1.5 فولت.
- يمكن تخصيص الجهد الناتج للبطارية الورقية على أساس المتطلبات.
عيوب بطارية الورق
- الأنابيب النانوية الكربونية المستخدمة في البطاريات الورقية باهظة الثمن.
- قد يؤدي إهدار البطارية الورقية إلى تلف الرئتين إذا تم استنشاقها.
- يتم إنشاء الهدر الإلكتروني بواسطة البطاريات الورقية.
تطبيقات البطارية الورقية
تطبيقات البطارية الورقية
هناك العديد من التطبيقات للبطاريات الورقية في مختلف المجالات. في الإلكترونيات ، تُستخدم البطاريات الورقية عادةً في الهواتف المحمولة وأجهزة الكمبيوتر المحمولة والآلات الحاسبة والكاميرات والماوس ولوحة المفاتيح وأجهزة البلوتوث وما إلى ذلك. وبالمثل في العلوم الطبية للأنسجة الصناعية ومستحضرات التجميل وأنظمة توصيل الأدوية وما إلى ذلك. في السيارات والطائرات ، تستخدم البطاريات الورقية في المركبات الهجينة بسبب وزنها الخفيف.
هل أنت مهتم بالتصميم مشاريع الإلكترونيات بأفكارك المبتكرة؟ بعد ذلك ، انشر أفكارك واقتراحاتك وتعليقاتك في قسم التعليقات أدناه للحصول على مزيد من المساعدة الفنية.
