Современная электроника №7/2024

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 16 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 7 / 2024 го потенциал сохраняет варёный кар- тофель, но по энергоёмкости варёный картофель уступает свежему при про- чих равных условиях форм-фактора, влажности, окружающей температу- ры и расстояния между электродами, погружёнными в овощ. На бо́льшую величину напряжение уменьшилось у яблока и лука из-за химического соста- ва (чем больше сахара – тем хуже), а также из-за того, что сравнительно быстро происходит процесс окисле- ния фрукта после повреждения кожу- ры – доступа воздуха. В этом смысле уместно сделать и такие выводы, что наиболее энергоёмкими являются естественные «электрические бата- реи», сделанные посредством соеди- нения овощей и фруктов со следую- щими условиями, особенностями и составами: минимальное содержание сахара (свёкла дает меньше энергии, чем картофель, а брюква – больше); минимальное наличие жидкости и «жидкой массы», консистенции внутри овоща (солёный огурец да- ёт меньше электроэнергии, чем све- жий); максимальная твёрдость овоща и плотность кожуры (мягкий «полежа- лый» картофель даёт меньше энер- гии, чем плотный, твёрдый, более свежий); энергетическая эффективность и по- тенциальная польза для РЭА есте- ственного биоразлагаемого источ- ника энергии зависит от многих факторов, таких как состояние ово- ща, его химический состав, состоя- ние среды, мест погружения и рас- стояния между электродами для съёма-измерения разницы потен- циалов и др. Есть и другие выявленные знани- ем законов гальванофизики, химии и эмпирическим способом замеча- тельные особенности и перспекти- вы применения овощей и фруктов в качестве безопасных и биоразла- гаемых источников электрического тока, но если приводить их все – так мы никогда не закончим. На рис. 13 (график) представлены сведения о раз- ных значениях выявленного напряже- ния и естественных биоразлагаемых источниках тока. В табл. 1 даны сведе- ния сохранения электрического потен- циала в нескольких разных источни- ках – овощах и фруктах [3]. В естественных источниках тока постоянно протекают электрохими- ческие процессы, все они до конца не изучены, или, по крайней мере, результаты исследований и выводы по ним досконально не обобщены – это дело будущего. Выводы и перспективы Разработка перезаряжаемых АКБ как элементов СЭС имеет важное значение для экологии и «зелёной» электроники, поскольку позволяет использовать АКБ повторно, к примеру, для мониторин- га качества пищевых продуктов, так сокращается количество отходов. Пол- ностью биоразлагаемую, а потому без- опаснуюи съедобную аккумуляторную батарею вполне можно использовать для питания таких же биоразлагае- мых датчиков, вводимых в организм человека и животного с целями меди- цинских и иных исследований. Таким образом, открыт путь к совершенство- ванию разработок в области «съедобной электроники». Потенциально масшта- бируемая «съедобная батарея», имею- щая анод и катод, инкапсулированные в съедобный пчелиный воск, позволя- ет генерировать ток 48 мкА в течение 12 минут при использовании элемен- та с активной площадью 1 см². Но даже этот размер (формат) считается громозд- ким, поэтому в будущем размер АКБ СЭС будут стремиться сокращать. Свойства гибкости электродов стремятся исполь- зовать для дальнейшего уменьшения объёма батареи при заданной ёмко- сти, что позволяет поместить батарею в таблетку или другие легко проглаты- ваемые контейнеры-формы. Уже сегод- ня разработчики заняты поиском более тонких и гибких материалов для «съе- добных корпусов-оболочек» на примере гибких и тонких плёнок, биоразлагае- мых мелких пакетов. В поиске матери- Рис. 12. Сотовый телефон Elari с АКБ энергоёмкостью 100 мА·ч Рис. 13. Сведения о разных значениях выявленного напряжения и естественных биоразлагаемых источниках тока 2,5 2 1,5 1 0,5 0 Варёный картофель Солёный огурец Картофель Свёкла Лук Напряжение, В Сила тока, mA Таблица 1. Сведения сохранения электрического потенциала в нескольких разных источниках – овощах и фруктах Основа естественного источника тока Напряжение, В Через 1 день Через 5 дней Через 10 дней Лимон 0,6 0,14 0,08 Лук 0,7 0,1 0,08 Яблоко 0,6 0,08 0,06 Картофель 0,6 0,2 0,1 Варёный картофель 0,6 0,6 0,4