Performance of Nata de Bamboo and Nata de Chayote Membranes as Zinc-Carbon Battery Separators

Abstract

Досліджено ефективність мембран nata de bamboo (NDB) та nata de chayote (NDCh) як сепараторів цинк-вуглецевих акумуляторів. NDB і NDCh являють собою бактеріальну целюлозу, отриману в процесі ферментації бактерією acetobacter xylinum на пагонах бамбука та субстраті з чайота відповідно. Були виготовлені мембрани двох типів: цільнолистові (тип 1) та однорідні (тип 2) з NDB та NDCh різної маси. Мембрани пресували, сушили і поміщали на цинк-вуглецевий акумулятор як сепаратор. Цифровий штангенциркуль використовували для вимірювання товщин мембран. Електрохімічні властивості мембран як сепараторів цинк-вуглецевих акумуляторів отримали за допомогою методів вольт-амперометрії з лінійною розгорткою (LSV) та електрохімічної імпедансної спектроскопії (EIS). Порівняльне дослідження проведене з оригінальним мембранним сепаратором цинк-вуглецевого акумулятора. Результати показали, що товщина мембран 1-го типу як NDB, так і NDCh у всіх варіантах менша, ніж у мембран 2-го типу і оригінальних мембран. Опір мембран NDB та NDCh аналогічний оригінальному мембранному сепаратору. Найкращий результат був досягнутий з мембранами NDB та NDCh 1 типу. Це свідчить про те, що мембрани NDB та NDCh здатні замінити оригінальний мембранний сепаратор цинк-вуглецевих акумуляторів.

The performance of nata de bamboo (NDB) and nata de chayote (NDCh) membranes as zinc-carbon battery separators has been investigated. NDB and NDCh are bacterial cellulose produced from a fermentation process by bacterium acetobacter xylinum on bamboo shoots and chayote substrate, respectively. Two types of membranes, i.e., complete sheet (type 1) and homogeneous (type 2) from both natas were fabricated with various weights. The membranes were pressed, dried, and placed on the zinc-carbon battery as a separator. The digital caliper was used to measure the thickness of the membranes. The electrochemical properties of the membranes as zinc-carbon battery separators were observed by Linear Sweep Voltammetry (LSV) and Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) techniques. A comparison study was conducted with an original membrane separator of a zinc-carbon battery. The results showed that the thickness of type 1 membranes from both NDB and NDCh in all variations is thinner than that of type 2 membranes and original membranes. NDB and NDCh membranes' resistance was similar to the original membrane separator. The best result was achieved from type 1 of NDB and NDCh membranes. This indicates that NDB and NDCh membranes have the potency to replace an original membrane separator of zinc-carbon batteries.