Nova vrsta papira ima izvanrednu sposobnost skladištenja energije, poput superkondenzatora. Razvili su ga istraživači u laboratoriji na Sveučilištu za organsku elektroniku Linkoping, Švedska, a kako kažu, papir ima potencijal otvoriti novo poglavlje o obnovljivoj energiji.
Takozvani „energetski papir“ načinjen je od celuloznih vlakana koja su bila izložena vodi pod visokim pritiskom dok se nisu pretvorila u vlakna promjera 20 nanometara. Zatim su ta vlakna obložena električno nabijenim polimerom, nakon čega su oblikovana u lim.
Ovo je novi potreban proizvod u svijetu u kojem široka upotreba obnovljivih izvora energije zahtijeva nove metode skladištenja energije, bez obzira na doba godine i koliko je danas vjetrovit, sunčan ili oblačan dan.
Svaki list, promjera 15 centimetara i debljine nekoliko desetina milimetra, može pohraniti onoliko energije koliko postojeći superkondenzatori na tržištu. Materijal se može puniti stotine puta, a svako punjenje traje svega nekoliko sekundi.
Kad su celulozna vlakna u vodenoj otopini, dodaje im se električki nabijeni polimer (PEDOT: PSS), također u obliku vodene otopine. Polimer tada formira tanki film oko vlakana.
"Vlakna prevučena su isprepletena, a tečnost u prazninama između njih funkcioniše kao elektrolit", objašnjava Jesper Edberg, doktorski student koji je provodio eksperimente sa drugim istraživačima.
„Tanki filmovi koji funkcionišu kao kondenzatori postoje već neko vrijeme. Ono što smo radili proizvodili smo materijal u tri dimenzije “, objašnjava Xavier Crispin, profesor organske elektronike i koautor istraživačkog članka.
Papir je vodootporan i stvoren je bez upotrebe opasnih hemikalija ili materijala.
Materijal energetskog papira izgleda i pomalo liči na plastični papir. Istraživači su odlučili zabaviti se i napravili su labud od jednog lista origamija, koji je, usput rečeno, dao predstavu o čvrstoći materijala.
Da bi dodatno razvili svoj energetski rad, istraživači su se udružili i sa Kraljevskim tehnološkim institutom KTH, Švedskim istraživačkim institutom Innventia, Danskim tehničkim univerzitetom i Univerzitetom u Kentuckyju.
Energetski papir sada je oborio četiri svjetska rekorda: najveći naboj i kapacitet u organskoj elektronici, najveća izmjerena struja u organskom provodniku, najveća snaga istovremeno vođenja jona i elektrona i najveća aktivna međuelektronska provodljivost u tranzistoru.
Rezultati studije objavljeni su u časopisu Advanced Science.
Šta dalje? Stvaranje metode za masovnu proizvodnju energetskog papira. Istraživači su upravo dobili sredstva za razvoj proizvodnog pogona koji će proizvoditi materijal.
Da biste ostavili komentar, morate biti prijavljeni.
Kako radi papirna baterija?
Elektroni nastali kada bakterije proizvode energiju prolaze kroz ćelijsku membranu. Dobivena energija može se koristiti za punjenje baterije putem vanjskih elektroda.
Naučnici su koristili vodu ili drugu tekućinu na bazi vode kako bi aktivirali bateriju na papiru. Jednom kada uđu u tekući medij, bakterije postaju aktivne i počinju proizvoditi energiju, što je dovoljno za hranu, na primjer, digitalni kalkulator.
Kao dio eksperimenata otkriven je utjecaj kisika na performanse „bakterijskih“ uređaja za napajanje. Kisik lako prolazi kroz papir i može sadržavati elektrone koje proizvode bakterije. Istina, kisik malo smanjuje stvaranje energije, ali ovaj učinak je minimalan.
Papirna baterija je proizvod za jednokratnu upotrebu. Trenutno je stvoren prototip, čiji je rok trajanja oko četiri mjeseca. Naučnici nastavljaju rad na uslovima kako bi povećali efikasnost i osigurali duže periode skladištenja.
Za većinu praktičnih primjena, snagu papirnih baterija također je potrebno povećati za oko 1000 puta. To se postiže slaganjem i paralelnim povezivanjem nekoliko izvora napajanja na papiru.
U međuvremenu, izumitelji su već podnijeli prijavu za patent i traže ulagače za komercijalizaciju proizvoda.
Potreba za napajanjem od papira
U zabačenim dijelovima svijeta gdje su energetski resursi ograničeni, svakodnevni predmeti - električne utičnice i baterije - luksuz su za korisnike.
Zdravstveni radnici u takvim regijama često nemaju struju za napajanje dijagnostičkim uređajima. Istovremeno, klasične baterije često nisu dostupne ili se cijene izuzetno skupo.
Upravo su za takve regije hitno potrebni novi izvori energije - jeftini i prijenosni. Izum nove vrste baterija - papira, koji podgrijavaju bakterije, opcija je za rješavanje postojećih problema.
Papir ima jedinstvena svojstva, djeluje kao materijal za proizvodnju biosenzora. To je jeftin, jednokratni praktični materijal s velikom površinom.
Komercijalne klasične baterije su previše energetski velike i skupe. Ova vrsta izvora napajanja ne može se integrirati u papirne podloge. Stoga je najbolje rješenje bio-baterija.