Учёные из Стэнфордского университета (Stanford University) применили нанотехнологии, чтобы создать сверхлёгкие, гибкие батареи и суперконденсаторы в виде обычной бумаги. Простое покрытие бумажного листа чернилами с углеродными нанотрубками и нанопроводниками из серебра объединяет эти материалы в устройство хранения заряда. Как известно, конденсаторы способны удерживать заряд в течение меньшего промежутка времени по сравнению с аккумуляторами, но зарядка также происходит существенно быстрее.
По словам доцента материаловедения и инженерии Юи Кю (Yi Cui), используемые им наноматериалы содержат структуры с очень маленьким диаметром, что позволяет чернилам прочно держаться на волокнистой бумаге и делает батареи и конденсаторы износостойкими. Бумажный суперконденсатор выдерживает 40 тыс. циклов накопления и отдачи заряда – как минимум на порядок больше литий-ионных батарей. Ранее Кю уже создавал устройства хранения энергии с использованием пластика. Его новое исследование демонстрирует, что бумажные решения обладают большей прочностью вследствие сил сцепления между чернилами и бумагой. Более того, такую батарею можно изгибать, мять и помещать в растворы без последствий для характеристик. "Мы только не пробовали жечь устройства", - говорит доцент. Подсчёты показали, что покрытая килограммом чернил с нанотрубками бумага будет питать 40-Вт лампу около часа.
Гибкость бумаги позволяет найти высокотехнологичным решениям на её основе множество применений. Суперконденсаторы пригодны для электрических или гибридных автомобилей, для которых важно время подзарядки. Преимуществом является отношение площади поверхности бумажных суперконденсаторов к их объёму. Исследователи утверждают, что коммерциализация разработки не затянется, а особые перспективы Кю видит в крупномасштабных распределительных сетях: генерируемое ночью чрезмерное количество энергии может быть сохранено для периодов пиковых нагрузок в течение дня. Не менее привлекательна новая технология и для "ферм" из ветрогенераторов или солнечных систем генерирования электроэнергии.
Источник: 3dnews
|
