2000 年以上にわたり、紙は人類文明の必需品でした。しかし最近では、紙の使用は書くことだけに限定されません。また、より環境に優しい未来をもたらす上で極めて重要な役割を果たしています。

軽量で薄い紙ベースのデバイスは、金属やプラスチック材料への依存を軽減すると同時に、廃棄が容易になります。紙ベースから診断装置感染症の経済的かつ迅速な検出を電池やエネルギーデバイスに提供し、環境に優しい代替手段を提供します。発電, 科学者たちは、この多用途な素材を活用する独創的な方法を見つけています。

今回、東北大学の研究チームは、紙ベースで水によって活性化される高性能マグネシウム空気（Mg空気）電池について報告した。彼らの研究の詳細は、出版された日記でRSC 応用インターフェイス2024 年 3 月 18 日。

「私たちはこの装置のインスピレーションを植物の呼吸機構から得ました」と、この研究の責任著者である藪宏氏は言う。「光合成は電池の充電と放電のプロセスに似ています。ちょうど植物がエネルギーを利用するのと同じです」太陽エネルギー地中の水から砂糖を合成し、二酸化炭素私たちのバッテリーはマグネシウムを基質として利用し、酸素と水から電力を生成します。」

電池を製造するために、藪氏らはマグネシウム箔を紙に貼り付け、紙の反対側にカソード触媒とガス拡散層を直接追加した。紙電池は 1.8 ボルト、1.0 ボルトの開路電圧を達成しました。電流密度100mA/cmの^-2、最大出力は103ミリワット/​​cmです。^-2。

「バッテリーは素晴らしいパフォーマンス結果を示しただけでなく、バ​​ッテリーを使用せずに動作します。有毒物質「代わりに、厳しい評価に合格したカーボン陰極と顔料電極触媒を使用しています」と藪氏は付け加えた。

研究者らは、このバッテリーをパルスオキシメーターセンサーとGPSセンサーでテストし、ウェアラブルデバイスに対するバッテリーの多用途性を実証しました。

詳細情報:石橋康介 他、レアメタルフリーの高性能水活性紙電池：ウェアラブルセンシングデバイス用の使い捨てエネルギー源、RSC 応用インターフェイス（2024年）。DOI: 10.1039/D4LF00039K