Исследователи из лаборатории органической электроники университета Linköping (Швеция) разработали энергобумагу - новый материал способный хранить энергию. Материал состоит из наноцеллюлозы и проводящего полимера. Результаты исследования были опубликованы в журнале Advanced Science.

Один лист - 15 сантиметров в диаметре и несколько десятых миллиметра толщиной – обладает емкостью около 1Ф, что в настоящее время сопоставимо с параметрами суперконденсаторов, присутствующих на рынке. Материал может быть перезаряжен сотни раз, и каждая зарядка занимает всего несколько секунд.

"Тонкие пленки, которые функционируют как конденсаторы, уже существуют. То, что мы сделали, это воспроизвели подобный материал в трех измерениях. Мы можем делать и толстые листы," говорит Ксавьер Криспин, профессор органической электроники и соавтор статьи.

Новый материал - энергобумага выглядит как пластиковая бумага и исследователи для развлечения даже делали оригами-лебедя, что дает представление о ее прочности.

Структурная основа материала - наноцеллюлоза, которая представляет собой целлюлозные волокна, которые с помощью воды под высоким давлением разбиваются на отдельные волокна 20 нм в диаметре. К водному раствору целлюлозных волокон затем добавляют электрически заряженный полимер (PEDOT: PSS) также в виде водного раствора. Полимер образует тонкую пленку вокруг волокон. Для создания новой энергобумаги, как и для обычной, при изготовлении требуется этап обезвоживания. Задача исследователей состоит в том, чтобы разработать процесс, подходящий для промышленного производства нового материала.

Новый целлюлозно-полимерный материал установил мировой рекорд в одновременной проводимости для ионов и электронов, что и объясняет его исключительную способность к хранению энергии. В отличие от современных батарей и конденсаторов энергобумага производится из простых материалов - возобновляемой целлюлозы и легко доступного полимера. Она обладает небольшим весом, не требует никаких опасных химических веществ или тяжелых металлов при изготовлении и водонепроницаема.

Источник: An Organic Mixed Ion-Electron Conductor for Power Electronics, Abdellah Malti, Jesper Edberg, Hjalmar Granberg, Zia Ullah Khan, Jens W Andreasen, Xianjie Liu, Dan Zhao, Hao Zhang, Yulong Yao, Joseph W Brill, Isak Engquist, Mats Fahlman, Lars Wågberg, Xavier Crispin and Magnus Berggren.  Advanced Science, DOI 10.1002/advs.201500305

Photo: Thor Balkhed and Abdellah Malti

Энергетика и промышленность России - информационный портал           Научный журнал “Видеонаука          Наука и технологии России − STRF.ru

Другие партнёры сайта