Қағаздың жаңа түрі суперкапакаторлар сияқты энергияны сақтаудың керемет мүмкіндігіне ие. Оны Линкопинг Органикалық Электроника университетінің (Швеция) зертханасында зерттеушілер ойлап тапты және олар айтқандай, қағазда жаңартылатын энергияның жаңа тарауын ашуға мүмкіндік бар.

«Энергетикалық қағаз» диаметрі 20 нанометр талшыққа айналғанға дейін жоғары қысымды суға түскен целлюлоза талшықтарынан жасалды. Содан кейін бұл талшықтар электр зарядталған полимермен қапталды, содан кейін олар параққа айналды.

Бұл жаңартылатын энергия көздерін кеңінен қолдану жыл мезгіліне қарамастан және күннің желді, шуақты немесе бұлтты болғанына қарамастан, энергияны сақтаудың жаңа әдістерін қажет ететін әлемдегі жаңа қажетті өнім.

Диаметрі 15 сантиметр және қалыңдығы миллиметрдің оннан бір бөлігі болатын әрбір парақ нарықтағы қазіргі суперкапакаторлар сияқты көп энергияны сақтай алады. Материалды жүздеген рет зарядтауға болады және әр заряд бірнеше секундты алады.

Целлюлоза талшықтары су ерітіндісінде болған кезде оларға электрлі зарядталған полимер (PEDOT: PSS) қосылады, сонымен қатар сулы ерітінді түрінде болады. Содан кейін полимер талшықтардың айналасында жұқа қабықша түзеді.

«Қапталған талшықтар бір-бірімен тығыз байланысты және олардың арасындағы сұйықтық электролит қызметін атқарады», - деп түсіндіреді доктор Джеспер Эдберг, басқа зерттеушілермен тәжірибе жүргізген докторант.

«Конденсатор ретінде жұмыс істейтін жұқа қабықшалар біраз уақыт болды. Біздің жасаған жұмысымыз үш өлшемде материал шығарды », - деп түсіндірді органикалық электроника профессоры және зерттеу мақаласының тең авторы Ксавье Криспин.

Қағаз су өткізбейтін және қауіпті химиялық заттар мен материалдарды пайдаланбай жасалған.

Энергетикалық қағаз материалы сәл пластикалық қағазға ұқсайды және сезіледі. Зерттеушілер көңілді болуға шешім қабылдады және оригамидің бір парағынан аққу жасады, бұл материалдың күші туралы түсінік берді.

Энергетикалық қағаздарды одан әрі дамыту үшін зерттеушілер KTH технологиялық институтымен, Швецияның Иннвентия ғылыми-зерттеу институтымен, Дания техникалық университетімен және Кентукки университетімен бірлесіп жұмыс жасады.

Энергетикалық қағаз қазір төрт әлемдік рекордты бұзды: органикалық электроникадағы ең жоғары заряд пен сыйымдылық, органикалық өткізгіштегі ең жоғары өлшенген ток, иондар мен электрондарды бір уақытта өткізетін ең жоғары қуат және транзистордағы ең жоғары белсенді электроэлектрод өткізгіштік.

Зерттеу нәтижелері Advanced Science журналында жарияланды.

Келесі не болады? Энергетикалық қағазды жаппай өндіру әдісін жасау. Зерттеушілер жаңа ғана материал шығаратын өндіріс орнын дамытуға қаржы алды.

Пікір қалдыру үшін сіз жүйеге кіруіңіз керек.

Қағаз батареясы қалай жұмыс істейді?

Бактериялар энергия шығарған кезде пайда болатын электрондар жасуша мембранасынан өтеді. Алынған энергия батареяны сыртқы электродтар арқылы зарядтауға пайдаланылуы мүмкін.

Ғалымдар қағаз батареясын іске қосу үшін суды немесе су негізіндегі басқа сұйықтықты қолданды. Сұйық ортада болғаннан кейін бактериялар белсенді бола бастайды және азық-түлікке жететін энергияны, мысалы, сандық калькуляторды шығара бастайды.

Тәжірибелер аясында оттегінің «бактериалды» қуат құрылғысының жұмысына әсері анықталды. Оттегі қағаздан оңай өтеді және оның құрамында бактериялар шығаратын электрондар болуы мүмкін. Рас, оттегі қуат өндіруді біршама азайтады, бірақ бұл әсер аз.

Қағаз батареясы - бұл бір рет қолданылатын өнім. Қазіргі уақытта прототип жасалды, оның сақтау мерзімі төрт айға жуық. Ғалымдар тиімділікті арттыру және сақтау мерзімдерін ұзарту үшін жұмыс істеуді жалғастыруда.

Көптеген практикалық қолданбалар үшін қағаз батареяларының қуаттылығы шамамен 1000 есе артуы керек. Бұған бірнеше қағаздың қуат көздерін қатарлап және қосу арқылы қол жеткізіледі.

Сонымен қатар, өнертапқыштар патент алуға өтінім берді және өнімді коммерциялау үшін инвесторларды іздеуде.

Қағазды электрмен жабдықтау қажеттілігі

Энергетикалық ресурстар шектеулі әлемнің шалғай аудандарында күнделікті заттар - электр розеткалары мен батареялар - бұл пайдаланушылар үшін үлкен сән.

Мұндай аймақтардағы медицина қызметкерлері көбінесе диагностикалық құрылғыларға электр қуаты бермейді. Сонымен қатар, классикалық батареялар жиі қол жетімді емес немесе бағасы өте қымбат.

Дәл осындай аймақтар үшін жаңа қуат көздері шұғыл қажет - арзан және портативті. Аккумулятордың жаңа түрін - бактериялармен толтырылған қағазды ойлап табу - бар мәселелерді шешуге мүмкіндік береді.

Қағаз биосенсорларды шығаруға арналған материал ретінде әрекет ететін ерекше қасиеттерге ие. Бұл қымбат емес, бір реттік, практикалық материал, бетінің үлкен ауданы бар.

Коммерциялық классикалық батареялар тым көп энергияны қажет етеді және қымбат. Қуат көзінің бұл түрін қағаз астына біріктіруге болмайды. Сондықтан ең жақсы шешім - бұл био батарея.