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Las hojas de papel recargables podrían ayudar a reescribir el libro sobre almacenamiento de electricidad

Electrónica

Colin Jeffrey

8 de diciembre de 2015

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Los científicos crearon hojas de "papel de poder " livianas, extremadamente delgadas y plegables, que pueden almacenar una cantidad significativa de carga eléctrica y que algún día pueden proporcionar almacenamiento de electricidad ultra delgado para dispositivos modernos (Crédito: Universidad de Linkoping)

Usando millones de pequeñas fibras de nanocelulosa envueltas con un recubrimiento de polímero conductor, los científicos han creado hojas de papel que pueden almacenar cantidades significativas de carga eléctrica. Apodado "papel de poder", el material se puede recargar muchos cientos de veces y en pocos segundos. También es liviano, no requiere químicos tóxicos ni metales pesados ​​para crear, y puede ofrecer una forma renovable y prolífica de proporcionar energía a todo tipo de dispositivos.

Según uno de los grupos de investigadores que trabajan en el nuevo material en el Laboratorio de Electrónica Orgánica de la Universidad de Linköping, el papel eléctrico tiene las características del papel común con un ligero brillo plástico. Para demostrar su flexibilidad y fuerza, los investigadores afirman que incluso pudieron usar una pieza para plegar un cisne de origami.

Solo una hoja del nuevo papel eléctrico, de unos 15 cm (6 pulg.) De ancho y meras décimas de milímetro de grosor, puede almacenar tanto como la carga eléctrica como un condensador de 1 Farad; Una cantidad similar a los supercapacitores actualmente disponibles. Según los investigadores, el nuevo documento también tiene cuatro récords mundiales para cualquier supercapacitor: la carga y capacidad más altas en electrónica orgánica, de 1 Coulomb y 2 Farad, la corriente más alta medida en un conductor orgánico de 1 Amperio, junto con la capacidad más alta para conducir simultáneamente iones y electrones, y la más alta transconductancia en un transistor.

"Las películas delgadas que funcionan como condensadores han existido durante algún tiempo", dijo Xavier Crispin, profesor de electrónica orgánica. "Lo que hemos hecho es producir el material en tres dimensiones. Podemos producir hojas gruesas".

El material de construcción primario utilizado es la nanocelulosa, que se compone de celulosa que se ha dividido en fibras de alrededor de 20 nm de diámetro. Estos nanocelulosa

Luego, las fibras se empapan en agua y se agrega un polímero cargado eléctricamente, PEDOT: PSS (el mismo ingrediente utilizado recientemente en la producción de fibras LED de tejido y la creación de células solares semitransparentes) en solución. El proceso subsiguiente ve una delgada forma de polímero alrededor de las fibras.

"Las fibras cubiertas están enredadas, donde el líquido en los espacios entre ellas funciona como un electrolito", dijo Jesper Edberg, estudiante de doctorado de la Universidad de Linköping.

Con una capacidad excepcional para el almacenamiento de energía, los investigadores creen que el desarrollo continuo eventualmente producirá unidades de mayor capacidad. Y con el nuevo papel de poder preparado como el papel común que utiliza pulpa de celulosa regular, que se deshidrata de la misma manera, el desafío más importante es producir un proceso a escala industrial para adaptarse a esto.

"Junto con KTH, Acreo e Innventia, recibimos SEK 34 millones (US $ 4 millones) de la Fundación Sueca para la Investigación Estratégica para continuar nuestros esfuerzos para desarrollar un método de producción racional, una máquina de papel para papel de poder", dice el profesor Berggren. .

Financiado por la Fundación Knut y Alice Wallenberg desde 2012, el proyecto Power Paper también incluyó investigadores del Real Instituto de Tecnología KTH, Innventia, la Universidad Técnica de Dinamarca y la Universidad de Kentucky.

Los resultados de esta investigación fueron publicados recientemente en la revista Advanced Science.

Fuente: Universidad de Linköping

Los científicos crearon hojas de "papel de poder " livianas, extremadamente delgadas y plegables, que pueden almacenar una cantidad significativa de carga eléctrica y que algún día pueden proporcionar almacenamiento de electricidad ultra delgado para dispositivos modernos (Crédito: Universidad de Linkoping)

Parte del grupo de investigación del Laboratorio de electrónica orgánica: Jesper Edberg, Isak Engquist y Xavier Crispin (Crédito: Thor Balkhed y Abdellah Malti)

Aquí Jesper Edberg e Isak Engquist mezclan papel de poder en el laboratorio (Crédito: Thor Balkhed y Abdellah Malti)

Verter el papel de poder en una placa de Petri para establecer (Crédito: Thor Balkhed y Abdellah Malti)

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