Baterai Biodegradable Cetak 3D

Jumlah perangkat mikro yang mengirimkan data akan meningkat tajam di tahun-tahun mendatang. Semua perangkat ini membutuhkan energi tetapi jumlah baterai akan berdampak besar pada lingkungan. Para peneliti telah mengembangkan kapasitor mini biodegradable yang dapat memecahkan masalah tersebut. Baterai baru terdiri dari karbon, selulosa, gliserin, dan garam meja dan diproduksi menggunakan printer 3D.

Perangkat fabrikasi adalah printer 3D yang dimodifikasi dan tersedia secara komersial yang mengeluarkan campuran serat nano selulosa dan nanokristalin selulosa, ditambah karbon dalam bentuk karbon hitam, grafit, dan karbon aktif. Untuk mencairkan semua ini, para peneliti menggunakan gliserin, air, dan dua jenis alkohol yang berbeda serta sejumput garam meja untuk konduktivitas ionik.

Untuk membangun superkapasitor yang berfungsi dari bahan-bahan ini, diperlukan empat lapisan, semuanya mengalir keluar dari printer 3D satu demi satu:substrat fleksibel, lapisan konduktif, elektroda, dan terakhir elektrolit. Semuanya kemudian dilipat seperti sandwich, dengan elektrolit di tengahnya.

Kapasitor mini dapat menyimpan listrik selama berjam-jam dan sudah dapat menyalakan jam digital kecil. Ini dapat menahan ribuan siklus pengisian dan pengosongan dan penyimpanan bertahun-tahun, bahkan dalam suhu beku, dan tahan terhadap tekanan dan guncangan. Saat baterai sudah tidak diperlukan lagi, bisa dibuang ke kompos atau dibiarkan begitu saja di alam. Setelah dua bulan, kapasitor akan hancur, hanya menyisakan beberapa partikel karbon yang terlihat.

Bahan gel tidak hanya ramah lingkungan, bahan baku terbarukan tetapi kimia internal membuatnya sangat serbaguna. Superkapasitor bisa segera menjadi komponen kunci untuk Internet of Things. Kapasitor tersebut dapat diisi secara singkat menggunakan medan elektromagnetik, misalnya, dan kemudian memberikan daya untuk sensor atau pemancar mikro selama berjam-jam. Ini dapat digunakan, misalnya, untuk memeriksa isi paket individu selama pengiriman. Menghidupkan sensor dalam pemantauan lingkungan atau pertanian juga dapat dilakukan — tidak perlu mengumpulkan baterai ini lagi, karena dapat dibiarkan di alam untuk terurai.

Jumlah perangkat mikro elektronik juga akan meningkat karena semakin meluasnya penggunaan diagnostik laboratorium dekat pasien (pengujian di tempat perawatan), yang saat ini sedang booming. Perangkat uji kecil untuk digunakan di samping tempat tidur atau perangkat pengujian mandiri untuk penderita diabetes termasuk di antaranya.