Các nhà khoa học tại trường đại học Singapore với phát minh công nghệ mới

Cùng với sự quan tâm ngày càng lớn dành cho 'sức khỏe môi trường', các thiết bị có thể phân hủy sinh học đang dần trở thành những lựa chọn hàng đầu. Tuy nhiên, vấn đề đặt ra hiện nay chính là cần có một viên pin cũng có khả năng phân hủy sinh học để cung cấp năng lượng cho các  thiết bị này mà không làm mất đi ý nghĩa vì môi trường của chúng.

Đó là lý do nhóm chuyên gia tại Đại học Công nghệ Nanyang (Singapo) tạo ra một loại pin giấy mới có khả năng phân hủy sinh học hoàn toàn. Không chỉ vậy, loại pin này còn vô cùng linh hoạt khi có thể cung cấp năng lượng liên tục cho thiết bị ngay cả khi bị bẻ cong hay vặn xoắn. 

Chính giữa pin là một tấm giấy cellulose, được bổ sung hydrogel để lấp đầy khoảng trống giữa các sợi cellulose. Tấm giấy đóng vai trò là vật ngăn cách giữa hai điện cực anode và cathode in trên hai mặt giấy. Mực dẫn điện được sử dụng để in anode chủ yếu gồm kẽm và muội than, trong khi mangan và niken dùng cho mực in cathode.

Khi quá trình in điện cực hoàn thành, nhóm chuyên gia nhúng toàn bộ pin vào một chất điện li, sau đó phủ lên cả hai điện cực một lớp vàng mỏng để tăng tính dẫn điện. Thành phẩm dày khoảng 0,4 mm và bị phân hủy bởi các vi sinh vật chỉ trong một tháng sau khi chôn xuống đất.

"Khi sự phân hủy diễn ra, các vật liệu điện cực được giải phóng ra môi trường. Niken hoặc mangan dùng trong cathode vẫn duy trì dạng oxit hoặc hydroxit, gần với dạng khoáng vật tự nhiên. Trong khi đó, kẽm ở anode sẽ được oxy hóa tự nhiên để tạo thành hydroxit không độc hại. Điều này cho thấy loại pin mới có tiềm năng trở thành giải pháp thay thế bền vững hơn cho các loại pin hiện nay", giáo sư Fan Hongjin, đồng tác giả nghiên cứu cùng phó giáo sư Lee Seok Woo, cho biết.

Theo nhóm nghiên cứu, phiên bản pin kích thước 4 cm x 4 cm có thể cung cấp năng lượng cho một chiếc quạt điện nhỏ trong 45 phút. Dòng điện phát ra không gián đoạn kể cả khi nó bị bẻ cong hay vặn xoắn, thậm chí bị cắt. Ngoài sử dụng trong thiết bị điện tử dùng một lần, pin giấy cũng có thể dùng cho thiết bị điện tử mềm dẻo và các loại vải thông minh. Nghiên cứu của nhóm chuyên gia tại Đại học Công nghệ Nanyang công bố trên tạp chí Advanced Science.

Bảo Linh