Paper battery
ஒரு காகித மின்கலம் பெரும்பாலும் செல்லுலோஸால் (காகிதத்தின் முக்கிய அங்கம்) உருவாக்கப்பட்ட ஒரு ஸ்பேசரைப் பயன்படுத்த வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது. கடத்துத்திறனை மேம்படுத்த உயர் மேற்பரப்பு பகுதி மின்முனைகளாக செயல்பட இது நானோஸ்கோபிக் அளவிலான கட்டமைப்புகளை உள்ளடக்கியது. வழக்கத்திற்கு மாறாக மெல்லியதாக இருப்பதைத் தவிர, காகித மின்கலன்கள் நெகிழ்வானவை மற்றும் சுற்றுச்சூழல் நட்பு, இது பரந்த அளவிலான தயாரிப்புகளில் ஒருங்கிணைக்க அனுமதிக்கிறது. அவற்றின் செயல்பாடு வழக்கமான இரசாயன மின்கலன்களைப் போலவே உள்ளது, முக்கியமான வேறுபாடு என்னவென்றால் அவை அரிப்பு இல்லாதவை மற்றும் விரிவான வீட்டுவசதி தேவையில்லை. நன்மைகள் இந்த மின்கலன்களின் கலவைதான் அவற்றை பாரம்பரிய மின்கலன்களிலிருந்து வேறுபடுத்துகிறது. காகிதம் ஏராளமாகவும் தன்னிறைவு பெற்றதாகவும் உள்ளது, இது காகிதத்தை மலிவானதாக ஆக்குகிறது. காகிதம் எரியக்கூடியது மற்றும் உயிரியல் சிதைக்கக்கூடியது என்பதால் காகிதத்தை அப்புறப்படுத்துவதும் மலிவானது. காகிதத்தைப் பயன்படுத்துவது பேட்டரிக்கு ஒரு பெரிய அளவிலான நெகிழ்வுத்தன்மையை அளிக்கிறது. ஒரு நிலையான உறை தேவைப்படுவதற்குப் பதிலாக பேட்டரியை வளைக்கலாம் அல்லது பொருட்களைச் சுற்றி மூடலாம். மேலும், ஒரு மெல்லிய, தட்டையான தாள் என்பதால், காகித பேட்டரி எளிதில் இறுக்கமான இடங்களில் பொருந்தும், இது சக்தியூட்டும் சாதனத்தின் அளவு மற்றும் எடையைக் குறைக்கும். காகிதத்தின் பயன்பாடு எலக்ட்ரான் ஓட்டத்தை அதிகரிக்கிறது, இது உயர் செயல்திறன் பயன்பாடுகளுக்கு மிகவும் பொருத்தமானது. காகிதம் கேபில்லரி செயல்பாட்டை அனுமதிக்கிறது, எனவே எலக்ட்ரோலைட்டுகள் போன்ற பேட்டரிகளில் உள்ள திரவங்களை வெளிப்புற பம்பைப் பயன்படுத்தாமல் நகர்த்த முடியும். மின்கலன்களில் காகிதத்தைப் பயன்படுத்துவது வினைப்பொருள்களை ஒருங்கிணைக்கப் பயன்படுத்தக்கூடிய மேற்பரப்பு பகுதியை அதிகரிக்கிறது. காகித மின்கலன்களில் பயன்படுத்தப்படும் காகிதத்தை அதன் செயல்திறன் பண்புகளை மேம்படுத்துவதற்கு கூடுதலாக பயன்படுத்தலாம். மின்கலங்களில் பயன்படுத்தப்படும் திரவங்களின் கேபில்லரி செயல்பாட்டை வழிநடத்த ஒரு பாதையை உருவாக்க காகிதத்தில் ஹைட்ரோபோபிக் மற்றும் ஹைட்ரோஃபிலிக் பிரிவுகளை உருவாக்க ஃபோட்டோலிதோகிராஃபி, மெழுகு அச்சிடுதல் மற்றும் லேசர் மைக்ரோ மெஷினிங் போன்ற வடிவமைப்பு நுட்பங்கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. காகித மின் சாதனங்களை உருவாக்க காகிதத்தில் மின் பாதைகளை உருவாக்க இதே போன்ற நுட்பங்களைப் பயன்படுத்தலாம் மற்றும் காகித ஆற்றல் சேமிப்பை ஒருங்கிணைக்க முடியும். பிற நன்மைகள் பின்வருமாறுஃ இது மின்கலன் மற்றும் மின்தேக்கி என இரண்டாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. இது நெகிழ்வானது. இது மிகவும் மெல்லிய ஆற்றல் சேமிப்பு சாதனமாகும். நீண்ட காலம் நீடிக்கும். நச்சுத்தன்மையற்றது. நிலையான மின் உற்பத்தி. உயிரியல் சிதைவு கசிவு மற்றும் அதிக வெப்பமயமாதல் குறைபாடுகள் காகித மின்கலன்களின் நன்மைகள் மிகவும் சுவாரஸ்யமாக இருந்தாலும், கார்பன் நானோகுழாய்கள் மற்றும் வடிவமைப்பு போன்ற அவற்றை சிறந்ததாக மாற்றும் பல கூறுகள் சிக்கலானவை மற்றும் விலை உயர்ந்தவை. 1. கிழிவுக்கு ஆளாக நேரிடும். 2. மின்னாற்பகுப்பு மற்றும் லேசர் நீக்குதல் போன்ற நடைமுறைகளைப் பயன்படுத்துவதால் கார்பனில் இருந்து தயாரிக்கப்படும் நானோகுழாய்கள் விலை உயர்ந்தவை. 3. அவை நுரையீரலை சேதப்படுத்தும் என்பதால் அவற்றை சுவாசிக்கக் கூடாது. மின்னாற்பகுப்புகள் இந்த செல்லுலோஸ் அடிப்படையிலான இடைவெளி பல சாத்தியமான மின்னாற்பகுப்புகளுடன் இணக்கமானது. ஆராய்ச்சியாளர்கள் அயனி திரவத்தை, அடிப்படையில் ஒரு திரவ உப்பை, மின்கலனின் எலக்ட்ரோலைட்டாக பயன்படுத்தினர், அதே போல் மனித வியர்வை, இரத்தம் மற்றும் சிறுநீர் போன்ற இயற்கையாக நிகழும் எலக்ட்ரோலைட்களையும் பயன்படுத்தினர். தண்ணீர் இல்லாத அயனி திரவத்தைப் பயன்படுத்துவது, மின்கலன்கள் உறையவோ ஆவியாகவோ இருக்காது என்று அர்த்தம், இது தீவிர வெப்பநிலையில் செயல்பட அனுமதிக்கிறது. செயல்பாட்டு நிலைமைகள் (எ. கா. அத்தகைய மின்கலன்களின் வெப்பநிலை, ஈரப்பதம், நிலையான அழுத்தம்) எலக்ட்ரோலைட்டின் இயற்பியல் மற்றும் வேதியியல் பண்புகள் மற்றும் செல்லுலோஸ் கண்ணின் ஆயுள் ஆகியவற்றைப் பொறுத்தது; இவை இரண்டும் கட்டுப்படுத்தக்கூடிய காரணிகள். சாத்தியமான பயன்பாடுகள் பேட்டரியின் காகிதம் போன்ற தரம் மற்றும் உள்ளே உட்பொதிக்கப்பட்ட நானோகுழாய்களின் கட்டமைப்புடன் இணைந்து அவை குறைந்த எடையையும் குறைந்த செலவையும் தருகின்றன, இது கையடக்க மின்னணுவியல், விமானம், வாகனங்கள் மற்றும் பொம்மைகள் (மாதிரி விமானம் போன்றவை) ஆகியவற்றிற்கான திறனை வழங்குகிறது. மின்கலன்கள் நானோகுழாய்களைப் பயன்படுத்துகின்றன, அதிகப்படியான செலவு காரணமாக வணிக ரீதியான தத்தெடுப்பை மெதுவாக்குகின்றன. வணிக ரீதியாக ஏற்றுக்கொள்வதற்கு பெரிய சாதனங்களும் தேவைப்படுகின்றன. எ. கா., ஒரு செய்தித்தாள் அளவிலான சாதனம் ஒரு காருக்கு சக்தி அளிக்கும் அளவுக்கு சக்திவாய்ந்ததாக இருக்கும். மின் வேதியியல் மின்கலன்கள், உயிரி எரிபொருள் செல்கள், லித்தியம்-அயன் மின்கலன்கள், சூப்பர் கெப்பாசிட்டர்கள் மற்றும் நானோ ஜெனரேட்டர்கள் போன்ற பல்வேறு வகையான மின்கலன்களில் காகிதத்தை ஒருங்கிணைக்க முடியும். எலக்ட்ரோ கெமிக்கல் பேட்டரிகள் காகித பயன்பாட்டை ஒருங்கிணைக்க எலக்ட்ரோ கெமிக்கல் பேட்டரிகளை மாற்றியமைக்கலாம். ஒரு மின் வேதியியல் மின்கலம் பொதுவாக இரண்டு உலோகங்களைப் பயன்படுத்துகிறது, அவை இரண்டு அறைகளாக பிரிக்கப்பட்டு ஒரு பாலம் அல்லது ஒரு சவ்வால் இணைக்கப்பட்டுள்ளன, இது இரண்டு உலோகங்களுக்கு இடையில் எலக்ட்ரான்களின் பரிமாற்றத்தை அனுமதிக்கிறது, இதன் மூலம் ஆற்றலை உற்பத்தி செய்கிறது. காகிதத்தில் மின்முனையை டெபாசிட் செய்வதன் மூலமும், பேட்டரியை செயல்படுத்த பயன்படுத்தப்படும் திரவத்தைக் கொண்டிருக்க காகிதத்தைப் பயன்படுத்துவதன் மூலமும் காகிதத்தை மின் வேதியியல் பேட்டரிகளில் ஒருங்கிணைக்க முடியும். வடிவமைக்கப்பட்ட காகிதத்தை மின் வேதியியல் மின்கலன்களிலும் பயன்படுத்தலாம். காகித மின்னணுவியலுடன் பேட்டரியை மிகவும் இணக்கமாக மாற்றுவதற்காக இது செய்யப்படுகிறது. இந்த மின்கலன்கள் குறைந்த மின்னழுத்தத்தை உற்பத்தி செய்து குறுகிய காலத்திற்கு செயல்பட முனைகின்றன, ஆனால் அவற்றின் வெளியீடு மற்றும் திறனை அதிகரிக்க அவை தொடரில் இணைக்கப்படலாம். இந்த வகை காகித மின்கலன்கள் உடல் திரவங்களுடன் செயல்படுத்தப்படலாம், இது ஒற்றை பயன்பாட்டு மருத்துவ சாதனங்கள் அல்லது குறிப்பிட்ட நோய்களுக்கான சோதனைகள் போன்ற சுகாதாரத் துறையில் மிகவும் பயனுள்ளதாக இருக்கும். இந்த வகை மின்கலன் சுகாதாரத் தொழில்துறையில் நீண்ட ஆயுள் கொண்ட பவர் பாயிண்ட் பராமரிப்பு சாதனங்களுடன் உருவாக்கப்பட்டுள்ளது. இந்த சாதனம் மெக்னீசியம் படலம் அனோடைப் பயன்படுத்தி தயாரிக்கப்பட்ட காகித பேட்டரியைப் பயன்படுத்தியது மற்றும் சிறுநீரக புற்றுநோய், கல்லீரல் புற்றுநோய் மற்றும் ஆஸ்டியோபிளாஸ்டிக் எலும்பு புற்றுநோய் போன்ற நோயாளிகளுக்கு நோய்களைக் கண்டறிய ஒரு வெள்ளி கேத்தோடு பயன்படுத்தப்பட்டுள்ளது. காகிதம் மெழுகு அச்சிடலைப் பயன்படுத்தி வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது, மேலும் அதை எளிதாக அகற்ற முடியும். மேலும், இந்த மின்கலம் குறைந்த செலவில் உருவாக்கப்பட்டது மற்றும் பிற நடைமுறை பயன்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளது. லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகள் காகிதத்தை லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகளில் வழக்கமான, வணிக காகிதமாக அல்லது ஒற்றை சுவர் கார்பன் நானோகுழாய்களுடன் மேம்படுத்தப்பட்ட காகிதமாக பயன்படுத்தலாம். மேம்படுத்தப்பட்ட காகிதம் மின்முனை மற்றும் பிரிப்பானாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது, இதன் விளைவாக ஒரு உறுதியான, நெகிழ்வான பேட்டரி உருவாகிறது, இது நல்ல சைக்கிள் ஓட்டுதல், சிறந்த செயல்திறன் மற்றும் நல்ல தலைகீழ் திறன் போன்ற சிறந்த செயல்திறன் திறன்களைக் கொண்டுள்ளது. பிளாஸ்டிக்கைப் பயன்படுத்துவதை விட காகிதத்தைப் பிரிப்பானாகப் பயன்படுத்துவது மிகவும் பயனுள்ளதாக இருக்கும். இருப்பினும், காகிதத்தை மேம்படுத்தும் செயல்முறை, பயன்படுத்தப்படும் பொருட்களைப் பொறுத்து சிக்கலானதாகவும் விலையுயர்ந்ததாகவும் இருக்கலாம். ஒரு கார்பன் நானோகுழாய் மற்றும் வெள்ளி நானோவைர் படலம் வழக்கமான காகிதத்தை ஒரு எளிய மற்றும் குறைந்த விலையுள்ள பிரிப்பான் மற்றும் பேட்டரி ஆதரவை உருவாக்க பயன்படுத்தப்படலாம். பாரம்பரியமாக பயன்படுத்தப்படும் உலோக இரசாயனங்களுக்கு பதிலாக கடத்தும் காகிதத்தையும் பயன்படுத்தலாம். இதன் விளைவாக வரும் பேட்டரி நன்றாக செயல்படுகிறது, அதே நேரத்தில் உற்பத்தி செயல்முறையை எளிதாக்குகிறது மற்றும் செலவைக் குறைக்கிறது. லித்தியம்-அயன் காகித மின்கலன்கள் நெகிழ்வானவை, நீடித்தவை, ரீசார்ஜ் செய்யக்கூடியவை மற்றும் மின் வேதியியல் மின்கலன்களை விட கணிசமாக அதிக சக்தியை உற்பத்தி செய்கின்றன. இந்த நன்மைகள் இருந்தபோதிலும், இன்னும் சில குறைபாடுகள் உள்ளன. லி-அயன் மின்கலனுடன் காகிதத்தை ஒருங்கிணைக்க, மின்கலன் விரும்பியபடி செயல்பட சிக்கலான அடுக்கு மற்றும் காப்பு நுட்பங்கள் தேவைப்படுகின்றன. இந்த சிக்கலான நுட்பங்கள் பயன்படுத்தப்படுவதற்கான ஒரு காரணம், பயன்படுத்தப்படும் காகிதத்தை வலுப்படுத்துவதாகும், இதனால் அது எளிதில் கிழியாது. இது பேட்டரியின் ஒட்டுமொத்த வலிமை மற்றும் நெகிழ்வுத்தன்மைக்கு பங்களிக்கிறது. இந்த நுட்பங்களுக்கு நேரம், பயிற்சி மற்றும் விலையுயர்ந்த பொருட்கள் தேவைப்படுகின்றன. கூடுதலாக, தேவையான தனிப்பட்ட பொருட்கள் சுற்றுச்சூழல் நட்பு அல்ல மற்றும் குறிப்பிட்ட அகற்றுதல் நடைமுறைகள் தேவைப்படுகின்றன. காகித லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகள் நீண்ட காலத்திற்கு கணிசமான அளவு ஆற்றல் தேவைப்படும் பயன்பாடுகளுக்கு மிகவும் பொருத்தமானதாக இருக்கும். லித்தியம்-அயன் காகித மின்கலன்கள் கார்பன் நானோகுழாய்கள் மற்றும் செல்லுலோஸ் அடிப்படையிலான சவ்வால் உருவாக்கப்பட்டு நல்ல முடிவுகளைத் தரலாம், ஆனால் அதிக விலையில். பிற ஆராய்ச்சியாளர்கள் பைரோலைஸ் செய்யப்பட்ட வடிகட்டி காகிதத்திலிருந்து தயாரிக்கப்பட்ட கார்பன் காகிதத்தைப் பயன்படுத்தி வெற்றிகரமாக உள்ளனர். மின்முனை மற்றும் கேத்தோடு இடையே காகிதம் செருகப்படுகிறது. லி-எஸ் மின்கலன்களில் கார்பன் காகிதத்தை ஒரு இடை அடுக்காகப் பயன்படுத்துவது மின்கலன்களின் செயல்திறனையும் திறனையும் மேம்படுத்துகிறது. கார்பன் காகிதம் கேத்தோடு மற்றும் மின்முனைக்கு இடையிலான தொடர்பு பகுதியை அதிகரிக்கிறது, இது எலக்ட்ரான்களின் அதிக ஓட்டத்தை அனுமதிக்கிறது. காகிதத்தில் உள்ள துளைகள் எலக்ட்ரான்கள் எளிதில் பயணிக்க அனுமதிக்கின்றன, அதே நேரத்தில் அனோட் மற்றும் கேத்தோடு ஒருவருக்கொருவர் தொடர்பு கொள்வதைத் தடுக்கின்றன. இது அதிக வெளியீடு, மின்கலன் திறன் மற்றும் சுழற்சி நிலைத்தன்மை ஆகியவற்றிற்கு வழிவகுக்கிறது; இவை வழக்கமான லி-எஸ் மின்கலன்களின் மேம்பாடுகளாகும். கார்பன் காகிதம் பைரோலைஸ் செய்யப்பட்ட வடிகட்டி காகிதத்திலிருந்து தயாரிக்கப்படுகிறது, இது தயாரிக்க மலிவானது மற்றும் பேட்டரியாகப் பயன்படுத்தப்படும் பல சுவர் கார்பன் நானோகுழாய் காகிதம் போல செயல்படுகிறது. உயிரி எரிபொருள் செல்கள் மின் வேதியியல் மின்கலன்களைப் போலவே செயல்படுகின்றன, தவிர அவை உலோகங்களுக்கு பதிலாக சர்க்கரை, எத்தனால், பைருவேட் மற்றும் லாக்டேட் போன்ற கூறுகளைப் பயன்படுத்தி மின் ஆற்றலை உற்பத்தி செய்ய ரெடாக்ஸ் எதிர்வினைகளை எளிதாக்குகின்றன. உயிரி எரிபொருள் கலத்தின் நேர்மறை மற்றும் எதிர்மறை கூறுகளைக் கொண்டிருக்கவும் பிரிக்கவும் மேம்படுத்தப்பட்ட காகிதம் பயன்படுத்தப்படுகிறது. இந்த காகித உயிரி எரிபொருள் செல் ஒரு வழக்கமான உயிரி எரிபொருள் செல்லை விட மிக விரைவாகத் தொடங்கியது, ஏனெனில் நுண்ணிய காகிதத்தால் நேர்மறையான உயிரி எரிபொருளை உறிஞ்சவும், நேர்மறையான உயிரி எரிபொருளுடன் பாக்டீரியாவின் இணைப்பை ஊக்குவிக்கவும் முடிந்தது. பரந்த அளவிலான திரவங்களால் செயல்படுத்தப்பட்ட பிறகு குறிப்பிடத்தக்க அளவு சக்தியை உற்பத்தி செய்யும் திறன் கொண்ட இந்த பேட்டரி பின்னர் அகற்றப்படும். சில கூறுகள் நச்சுத்தன்மை கொண்டவை மற்றும் விலையுயர்ந்தவை என்பதால் சில வளர்ச்சிகள் நடைபெற வேண்டும். இயற்கையாக நிகழும் எலக்ட்ரோலைட்டுகள் உயிருள்ள உடல்களில் அல்லது அதற்குள் பயன்படுத்த உயிரியல் இணக்கமான பேட்டரிகளை அனுமதிக்கலாம். காகித மின்கலன்கள் ஒரு ஆராய்ச்சியாளரால் "மின்கலன்கள் போன்ற ஒரு சிறிய சாதனத்தை எந்தவொரு கடுமையான இரசாயனங்களையும்-பொதுவாக மின்கலன்களில் காணப்படும் வகை போன்றவை-உடலுக்குள் அறிமுகப்படுத்தாமல் இயக்குவதற்கான ஒரு வழி" என்று விவரிக்கப்பட்டது. இரத்தத்தில் எலக்ட்ரோலைட்டுகளைப் பயன்படுத்தும் திறன் மின்கலன்கள், மருத்துவ நோயறிதல் உபகரணங்கள் மற்றும் மருந்து டெலிவரி டிரான்ஸ்டெர்மல் திட்டுகள் போன்ற மருத்துவ சாதனங்களுக்கு அவை பயனுள்ளதாக இருக்கும். ஜெர்மன் சுகாதார நிறுவனமான கே. எஸ். டபிள்யூ மைக்ரோடெக் இரத்த விநியோக வெப்பநிலை கண்காணிப்புக்கு சக்தியைப் பயன்படுத்துகிறது. சூப்பர் கெப்பாசிட்டர்கள் காகித பேட்டரி தொழில்நுட்பத்தை சூப்பர் கெப்பாசிட்டர்களில் பயன்படுத்தலாம். சூப்பர் கெபாசிட்டர்கள் இயங்குகின்றன மற்றும் மின் வேதியியல் மின்கலன்களைப் போலவே தயாரிக்கப்படுகின்றன, ஆனால் பொதுவாக அதிக செயல்திறன் கொண்டவை மற்றும் ரீசார்ஜ் செய்யக்கூடியவை. காகிதம் அல்லது மேம்படுத்தப்பட்ட காகிதத்தை மெல்லிய, நெகிழ்வான சூப்பர் கெபாசிட்டர்களை உருவாக்க பயன்படுத்தலாம், அவை இலகுரக மற்றும் குறைந்த விலை கொண்டவை. கார்பன் நானோகுழாய்களால் மேம்படுத்தப்பட்ட காகிதம் பொதுவாக வழக்கமான காகிதத்தை விட விரும்பப்படுகிறது, ஏனெனில் இது வலிமையை அதிகரிக்கிறது மற்றும் இரண்டு உலோகங்களுக்கு இடையில் எலக்ட்ரான்களை எளிதாக மாற்ற அனுமதிக்கிறது. எலக்ட்ரோலைட் மற்றும் மின்முனை காகிதத்தில் உட்பொதிக்கப்பட்டுள்ளன, இது இன்று உற்பத்தி செய்யப்படும் சில வணிக ரீதியான சூப்பர் கெபாசிட்டர்களுடன் போட்டியிடக்கூடிய நெகிழ்வான காகித சூப்பர் கெபாசிட்டரை உருவாக்குகிறது. ஒரு காகித சூப்பர் கெபாசிட்டர் உயர் சக்தி பயன்பாட்டிற்கு மிகவும் பொருத்தமாக இருக்கும். நானோ ஜெனரேட்டர்கள் இயந்திர ஆற்றலை மின்சார ஆற்றலாக மாற்றும் மிக சமீபத்திய சாதனங்கள் ஆகும். மேலே விவாதிக்கப்பட்ட அதே காரணங்களுக்காக நானோ ஜெனரேட்டர்களின் ஒரு அங்கமாக காகிதம் விரும்பத்தக்கது. இத்தகைய சாதனங்களால் உடல் இயக்கம் போன்ற இயக்கத்தைப் பிடிக்க முடியும், மேலும் அந்த ஆற்றலை மின்சார ஆற்றலாக மாற்ற முடியும், இது எல். ஈ. டி விளக்குகளுக்கு சக்தி அளிக்க முடியும். மேலும் காண்க குறிப்புகள் அச்சிடக்கூடிய பேட்டரி ரோல்ஸ் ஆஃப் தி பிரஸ் மே 22,2006 மீட்டெடுக்கப்பட்டது. பேட்டரி வகைகள்