Anonim

Oppladbare papirark kan bidra til å omskrive boken om strømlagring

Elektronikk

Colin Jeffrey

8. desember 2015

4 bilder

Lette, ekstremt tynne og sammenleggbare ark av "kraftpapir " har blitt skapt av forskere som kan lagre betydelige mengder elektrisk ladning, og kan en dag gi ultratynne strømforsyninger til moderne enheter (Kreditt: Linkoping University)

Ved å bruke millioner av små fibre av nanocellulosekappe med ledende polymerbelegg, har forskere laget ark med papir som kan lagre betydelige mengder elektrisk ladning. Koblet "kraftpapir, " materialet er i stand til å bli ladet opp mange hundrevis av tid, og på få sekunder. Det er også lett, krever ingen giftige kjemikalier eller tungmetaller å skape, og kan tilby en fornybar og produktiv måte å gi energi til alle typer enheter.

Ifølge en av forskergruppene som jobber med det nye materialet i laboratoriet for organisk elektronikk ved Linköpings universitet, har kraftpapir egenskapene til vanlig papir med en liten plastglans. For å demonstrere sin fleksibilitet og styrke, hevder forskerne at de selv kunne bruke ett stykke til å kaste en origami-svane.

Bare ett ark av det nye elektriske papiret, ca. 15 cm og bare tiendedeler av en millimeter tykt, kan lagre så mye som elektrisk ladning som en 1 Farad kondensator; et beløp som ligner på for tiden tilgjengelige superkapacitorer. Ifølge forskerne har det nye papiret også fire verdensrekorder for enhver superkapasitor - den høyeste ladningen og kapasitansen i organisk elektronikk, med 1 Coulomb og 2 Farad, den høyeste målte strømmen i en organisk leder på 1 Ampere, sammen med den høyeste kapasiteten å gjennomføre ioner og elektroner samtidig, og den høyeste transkonduktansen i en transistor.

"Tynne filmer som fungerer som kondensatorer har eksistert i noen tid, " sa xavier crispin, professor i organisk elektronikk. "Det vi har gjort er å produsere materialet i tre dimensjoner. Vi kan produsere tykke ark. "

Det primære byggematerialet som brukes er nanocellulose, som består av cellulose som har blitt brutt ned i fibre rundt 20 nm i diameter. Disse nanocellulose

Fibrene blir så gjennomvåt i vann, og en elektrisk ladet polymer, PEDOT: PSS (samme ingrediens som nylig ble brukt i produksjon av vevbare LED-fibre og opprettelse av halvtransparente solceller) i løsning, ble tilsatt. Den påfølgende prosessen ser da en tynn patina av polymerform rundt fibrene.

"De dekket fibre er i tangles, hvor væsken i mellomromene fungerer som en elektrolytt, " sa doktor student Jesper edberg fra Linköping.

Med en eksepsjonell kapasitet for energilagring, tror forskerne at fortsatt utvikling til slutt vil produsere enda høyere kapasitetsenheter. Og med det nye kraftpapiret som forberedes som vanlig papir med vanlig cellulosemasse, som dehydreres på samme måte, er den viktigste utfordringen å produsere en industriell prosess for å imøtekomme dette.

"Sammen med KTH, Acreo og Innventia har vi nettopp fått 34 millioner kroner fra Svenske Stiftelsen for Strategisk Forskning for å fortsette arbeidet med å utvikle en rasjonell produksjonsmetode, en papirmaskin for kraftpapir, sier professor Berggren .

Finansiert av Knut og Alice Wallenberg-stiftelsen siden 2012, inkluderte kraftpapirprosjektet også forskere fra KTH Royal Institute of Technology, Innventia, Danmarks Tekniske Universitet og University of Kentucky.

Resultatene av denne forskningen ble nylig publisert i tidsskriftet Advanced Science.

Kilde: Linköpings universitet

Lette, ekstremt tynne og sammenleggbare ark av "kraftpapir " har blitt skapt av forskere som kan lagre betydelige mengder elektrisk ladning, og kan en dag gi ultratynne strømforsyninger til moderne enheter (Kreditt: Linkoping University)

Del av forskergruppen ved Laboratoriet for organisk elektronikk: Jesper Edberg, Isak Engquist og Xavier Crispin (Kreditt: Thor Balkhed og Abdellah Malti)

Her blander Jesper Edberg og Isak Engquist kraftpapir i laboratoriet (Kreditt: Thor Balkhed og Abdellah Malti)

Hell strømpapiret inn i en petriskål for å sette (Kreditt: Thor Balkhed og Abdellah Malti)

Anbefalt Redaksjonens