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Batteria Stampabile - se ti serve, stampala!

 Batteria Stampabile

La batteria diventa stampabile. Una squadra di ricerca alla Fraunhofer Research Institution per Nano Sistemi Elettronici (ENAS) a Chemnitz, Germania, guidata dal Prof. Dott. Reinhard Baumann, ha sviluppato una batteria stampabile a 1.5V che pesa meno che un grammo, spessa meno di 1mm, e può essere stampata usando un processo simile a quello usato per il silk screening.

Com'è la batteria stampabile?

La batteria stampabile non contiene mercurio ed è in questo senso ambientalmente amichevole. La sua tensione è di 1.5 V che rientra nella norma. Mettendo molte batterie in una fila, i ricercatori possono realizzare tensioni di 3 V, 4.5 V, e 6 V.

Il tipo nuovo di batteria stampabile consiste di strati diversi: un anodo di zinco ed un catodo di manganese, fra gli altri. Zinco e manganese reagiscono l'un l'altro e producono l'elettricità. Inoltre l'anodo e lo strato catodico gradualmente si dissipano durante questo processo chimico. Perciò, la batteria è adatta ad applicazioni che hanno una durata di vita limitata o una richiesta di voltaggio limitata, per esempio le greeting cards.

Comunque l'anodo della batteria stampabile e lo strato catodico gradualmente si dissipano, durante questo processo chimico. Perciò, la batteria stampabile è adatta ad applicazioni che hanno una durata limitata o un requisito di potenza limitato, per esempio le greeting cards.

La squadra spera di riuscire ad avere prodotti che sfruttano il metodo della batteria stampabile disponibili dalla fine dell'anno.

 

 

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ritratto di FlyTeo

Wow

Nell'articolo ci sono due frasi uguali, se volete correggerle. Verso la fine =)

Credo sia davvero una bella scoperta e con delle applicazioni interessanti. Il fatto che non contine emercurio la rende anche meno pericolosa.
Devo informarmi bene su cosa sia il silk screening però ;-)

ritratto di Mino_73

silk screening

E' il procedimento tramite il quale si stampa la serigrafia sui PCB.
Nei tool di sviluppo è indicata con la scritta Silkscreen Top o Botton, questi sono i due piani (layer) in cui durante la progettazione del pcb trovi indicati i nomi dei componenti, il verso di montaggio ecc. ecc.
Dall'immagine sembra che siano batterie un pò ingombranti, a parte lo spessore, ma certamente utili per alimentare i chip che si trovano nei biglietti di auguri multimediali (come li chiamo io) :-))

ritratto di FlyTeo

Thanks

Ho capiiitoo!!! Grazie!!

ritratto di Fabrizio87

Questo nuovo tipo di batteria

Questo nuovo tipo di batteria mi sembra poco utile , e con l'impiego piuttosto marginale visto che l'unica cosa che hanno trovata per poterla utilizzare solo i bigliettini di auguri , certamente altri litigi non sono possibili ,

Ma la cosa interessante sarebbedi vedere se aumentando la superficie della batteria e arrotolando la così dote e un cilindro tipo una pila stilo scatenerebbe qualche beneficio a differenza di quelle utilizzate fin da adesso .

Una riflessione che mi viene in mente capisco adesso perché tagliano i fondi alla ricerca visto che si fanno cose di questo tipo li posso dare che ragione .

Penso che in ultimi periodo economico progettare una nuova tipo di batteria per i bigliettini di auguri non fa parte delle priorità .

ritratto di Giovanni Giomini Figliozzi

Non credo che arrotolando un

Non credo che arrotolando un foglio che contiene una batteria "piana" come queste si possa superare le attuali batterie commerciali. Nelle batterie commerciali alcaline di tutti i formati ci sono essenzialmente un nucleo di zinco, un elettrolita contenente tra le altre cose KOH, e un contorno di carobone trattato opportunamente. (la presenza del KOH differenzia proprio le pile alcaline dalle zinco carbone). Questi strati sono disposti in maniera tale da ottimizzare l'occupazione di volume all'interno delle batterie. Se si realizzasse una pila con un formato standard arrotolando una pila di quelle piane come nell'articolo, credo che non si otterrebbero grandi risultati, principalmente perchè anche se le tecnologie Zinco carbone e zinco manganese sono abbastanza simili come capacità, arrotolare un foglio con su stampata la batteria significa che viene arrotolata anche la carta che costituisce il substrato della batteria, occupando un volume che secondo me diventerebbe considerevole. Quel volume occupato dalla carta potrebbe essere utilizzato per aggiungere altri reagenti alla pila e aumentarne la durata.

Anche a me dispiace che la ricerca si sia orientata a produrre batterie stampabili, la cui utilità è abbastanza dubbia. In questo campo ci sarebbe tantissimo da ricercare per quanto riguarda la produzione di accumulatori destinati al mercato delle automobili elettriche o ibride. L'accumulo dell'energia elettrica è il vero tallone d'achille delle auto che hanno un motore elettrico. Gli accumulatori al piombo sono molto affidabili, durano tanto ma hanno un peso enorme! Le batterie agli ioni di litio sono leggere, riescono ad immagazzinare molta energia, ma la loro capacità diminuisce del 20% ogni anno, anche se non vengono usate. l'elettrolita che contengono è infiammabile. Questo le rende potenzialmente esplosive se vengono caricate o scaricate senza un sistema di controllo che ne impedisca il surriscaldamento. E la loro vita dura fino a più o meno 600 cariche
Le batterie nichel metallo idruro (NiMH) sono meno capienti di quelle al litio e soffrono di autoscarica. Anche se sono meno costose, sono comunque poco utilizzate. Una delle vetture che hanno montato batterie nimh è stata la prius della toyota.
Le batterie Nichel Cadmio (NiCd oppure NiCad) Anche se ogni tanto vengono adoperate, sono oramai un retaggio del passato: I difetti principali di queste batterie sono l'elevata tossicità del cadmio e l'effetto memoria, che praticamente riduce la capacità della batteria.

A mio avviso al giorno d'oggi bisogna investire tutto sugli accumulatori Zinco -aria. Questi hanno quasi tutti i vantaggi del mondo: hanno un rapporto energia /peso maggiore delle batterie agli ioni di litio, Sono totalmente sicure, in quanto non rischiano di esplodere in nessun caso e non contengono metalli tossici. (lo zinco è praticamente atossico) L'unico inconveniente di queste batterie è che non esistono al giorno d'oggi implementazioni commerciali ricaricabili. Cioè Durante la scarica della batteria, lo zinco diventa ossido di zinco. per "ricaricare" la batteria l'ossido di zinco dovrebbe passare in fonderia ed essere ripristinato. Sono stati comunque studiati dei prototipi di batterie che possono essere ricaricate anche senza passare per le fonderie.
Si può leggere quasi tutto in questa pagina
http://en.wikipedia.org/wiki/Zinc%E2%80%93air_battery
e nella controparte italiana di wikipedia.

Riassumendo, quindi i chimici hanno molto da lavorare, ma su idee serie. Spero che la batteria stampabile dell'articolo sia solo un elemento di qualcosa di più importante

ritratto di linus

non credo

Non credo che possano servire solo per i biglietti augurali sonori, potrebbero essere applicate nei telecomandi ultrasottili, inseribili come sim card, oppure le mini sveglie portatili.

ritratto di Francesco12-92

wuahu, a quanto per ci stiamo

wuahu, a quanto per ci stiamo rimpicciolendo sempre di più, le batterie adesso sono ultrasottili. Comunque il fatto che lo zinco e il manganese potessero produrre dell'energia elettrica, si sapeva gia, insomma dal famoso esperimento con il limone no!?!. bravi comunque i ricercatori che sono riusciti a mettere a punto questo tipo di dispositivo, peccato solo che la corrente di uscita che eroga è molto bassa e che hanno un tempo di vita molto breve.

ritratto di FlyTeo

Buona cosa..

Il basso spessore pregiudica un pò anche le sue capacità. Però non sono certo destinate a diventare le sostituite delle batteri stilo..Per cui, direi che sono comunque una buona cosa.

ritratto di Francesco12-92

beh, scusa ma in poco spazio,

beh, scusa ma in poco spazio, quanto materiale ci puoi mettere che produce energia?, credo sia normale che si pensi che non possono erogare molta corrente.

ritratto di Giovanni Giomini Figliozzi

avere grande capacità ed

avere grande capacità ed erogare tanta corrente sono due cose diverse. La corrente si misura in Ampere, ed è una grandezza estensiva. quindi uno può avere anche tanta corrente e poca capacità (ad esempio se usiamo un condensatore), oppure è possibile avere tanta capacità, e una corrente limitata (batterie). Probabilmente queste pile potranno fornire una corrente decente per via della grande superficie delle lastre di zinco e manganese, ma la capacità sarà probabilmente ridotta per via della scarsezza di reagenti chimici, dato che lo spazio disponibile è esiguo.
Una cosa che potrebbe trarre in inganno è la dicitura della capacità della batteria in mAh o in Ah (ampere ora) perchè indica quanta corrente può erogare la batteria _in maniera tale da far durare la scarica 1 ora_ Questo sistema di misura è anche origine di imbrogli vari, infatti la capacità in Ah può variare considerevolmente cambiando le modalità di test. In questo modo vengono vendute per una certa capacità X batterie molto meno capienti.

ritratto di Giovanni Giomini Figliozzi

diciamo che una grandissima

diciamo che una grandissima varietà di materiali può essere usata per creare batterie di questo tipo. A ogni tipo di coppia di metalli corrispondono dei potenziali che indicano la tensione nominale della batteria. per approfondire l'argomento puoi guardare qua
http://www.chimica.unipd.it/plinio.dibernardo/pubblica/Note_di_Elettrochimica.pdf
Non dovrebbe essere difficile da seguire con qualche base di chimica alle spalle, anche perchè spiega tutto dall'inizio...
L'unica considerazione da fare è che le tabelle dei potenziali standard sono riferite quasi sempre a un elettrolita in soluzione acquosa, mentre in realtà non è detto che lo sia. ad esempio le pile agli ioni di litio hanno un elettrolita organico (che è anche infiammabile)

ritratto di Fabrizio87

È giustamente per questo

È giustamente per questo motivo delle batterie ioni di litio hanno tendenza ad esplodere giustamente perché hanno un elettrolita infiammabile ,
ma di solito prima di chiamarsia tendenza a gonfiare ,

l' apple e la Nokia ne hanno fatto una brutta esperienza visto che hanno avuto cellulari che hanno dovuto cambiare la batteria e apple ancora peggio avuto tutto il periodo dove tutti suoi prodotti avevano tendenza a esplodere c'è perfino affetto la prima serie iphone o i computer portatili mac pro .

è per quello che quando si è in presenza di batteria litio è necessario aggiungere un circuito che serve ad evitare questo piccolo disagio .

questo problema o poco si sta anche diffondendo su quelle batterie che provengono direttamente dalla Cina di bassissima qualità ad esempio quelli di apple , che compriamo su eBay e qualunque negozio on-line che fa importazioni direttamente dalla Cina senza nessun controllo . Le batteria di litio sono i pochi prodotti che non compro direttamente dalla Cina vista la loro pericolosità anche se hanno costi piuttosto bassi rispetto ai nostri prezzi che considero abuso di posizione dominante .

visto che l'ultima volta che ho dovuto comprare una batteria nella volevano fare pagare 25 € e un telefono nuovo mi costa 35 € il fatto che quel telefono serviva mia nonna ho preso il telefono nuovo .

ritratto di Giovanni Giomini Figliozzi

Le batterie al litio sono

Le batterie al litio sono delicatissime! potrebbero esplodere anche senza essersi gonfiate prima. Infatti è altamente sconsigliabile di utilizzarle senza qualche circuito che ne gestisca lo stato di carica e le correnti di ingresso e di uscita. Se ci fai caso molti dispositivi che devono utilizzare batterie al litio integrano il controller che gestisce le misurazioni sulle celle della batteria, dentro la batteria stessa. Questo si fa sempre nelle batterie per computer portatili, infatti è possibile anche leggere lo stato di carica e il tempo residuo. Un'altra cosa che va fatta sempre nelle batterie al litio è il monitoraggio delle pile prese singolarmente. Può capitare che nel mettere delle celle in serie, per delle piccole imprecisioni della produzione (che ci sono sempre) le batterie potrebbero avere comportamenti leggermente diversi. per questo se ad esempio abbiamo quatto celle in serie è possibile che una sta a 3,4V e un'altra a 3,6. Questa situazione va livellata un pò dal controller, che deve occuparsi di evitare che alcune tensioni scendano troppo rispetto alle altre.

Ora devo comprare la batteria nuova al mio telefono, che dopo 3 anni mi ha quasi abbandonato e devo caricarla ogni giorno. Il problema è che le batterie originali costano oltre 50€! è vero che durano circa 10 giorni, ma mi secca proprio cacciare 50 euro per una batteria quando posso averla a 20€ dalla cina con furore. Il telefono per fortuna funziona ancora bene e quindi è una spesa affrontabile, ma se il telefono perdeva colpi probabilmente me lo sarei fatto nuovo...

ritratto di linus

quasi

Quasi tutte le batterie provengono dalla Cina, sia quelle originali che non, basta aprire l'involucro che racchiude la batteria senza aprire il contenitore metallico della batteria stessa, fortunatamente oltre le originali e le cinesi pure, vi sono alcuni produttori di accessori per cellulari che producono contenitori dove inseriscono queste batterie e che vendono a prezzi concorrenziali. Cito come esempio quello effettuato da me, BL-5C originale 50 euro nel Nokia point, stessa batteria con marchio italiano da rivenditore di batterie compatibili, 11 euro, vista ma non comprata da rivenditore cinese su internet, meno di 5 euro. Tra le tre opzioni, ho preferito la seconda.
Per sfizio ho aperto diverse batterie esauste che mi ha confermato quanto sopra esposto.

ritratto di matrobriva

incredibile...

Incredibile dove va a finire la tecnologia, non mi sarei mai immaginato che esistessero batterie così sottili...

Certo, per ora la corrente è bassa, ma sono sicuro che sviluppi ulteriori potranno migliorare il progetto.

Ma non vi sembra un pò sprecata una tecnologia del genere per le greetings cards???

 

 

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