Tụ điện mini phân hủy sinh học giảm thiểu rác thải điện tử

Khi công nghệ Internet kết nối vạn vật (IoT) tiếp tục phát triển, sẽ có sự xuất hiện ngày càng nhiều thiết bị dùng pin được kết nối với nhau, trong đó một số thiết bị chỉ dùng một lần. Vì thế, các nhà khoa học tại viện nghiên cứu EMPA, Thụy Sỹ đã tạo ra loại tụ điện mini phân hủy sinh học mới để ứng phó với lượng rác thải điện tử gia tăng do các thiết bị này bị vứt bỏ.

Mẫu tụ điện mini in 3D mới bao gồm chất nền dẻo phía trên có một lớp dẫn điện, một điện cực và chất điện phân. Sau khi được in, toàn bộ khối tụ điện sẽ được cuộn lại giống như khi tráng trứng nên chất điện phân nằm ở giữa.

Chất nền bao gồm hỗn hợp sợi nano xenlulô và tinh thể nano trộn với glycerol; lớp dẫn điện được làm bằng than chì, cacbon đen và shellac; điện cực được cấu tạo từ các vật liệu giống như chất nền, cùng với than hoạt tính và than chì; chất điện phân được làm bằng tinh thể nano xenlulô, glixerol và muối ăn.

Mẫu thiết bị hiện nay có khả năng cung cấp năng lượng cho đồng hồ kỹ thuật số nhỏ và có thể tích điện trong vài giờ. Ngoài ra, tụ điện mini có thể trải qua hàng nghìn chu kỳ sạc/xả sạc và có khả năng chống áp suất và chống sốc. Ngoài ra, thiết bị vẫn sẽ tiếp tục hoạt động sau khi bị đóng băng hoặc sau nhiều năm không sử dụng.

Tuy nhiên, quan trọng nhất là tụ điện mini sẽ phân hủy khi bị vứt bỏ. Các nhà khoa học khẳng định sau hai tháng, tất cả những gì còn lại chỉ là một vài mảnh cacbon. Trái lại, các loại pin thông dụng có thể thải chất độc ra môi trường khi chỉ đơn giản là vứt vào thùng rác và khó có thể tái chế hoàn toàn.

Tụ điện mini cuối cùng sẽ được sử dụng trong các công cụ như cảm biến dùng một lần và/hoặc có thể tái chế, thiết bị truyền dẫn vi mô hoặc thiết bị y sinh được sạc định kỳ qua trường điện từ. Nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Advanced Materials.