Almacenamiento de la electricidad en el papel

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Los investigadores del Laboratorio de Electrónica Orgánica de Suecia, de la Universidad de Linköping han desarrollado el papel de potencia – un nuevo material con una extraordinaria capacidad para almacenar energía. El material consiste en NANOCELULOSA y un polímero conductor.

Tecnopia Power paper

Una hoja, 15 centímetros de diámetro y unas pocas décimas de milímetro de espesor puede almacenar tanto como 1 F, que es similar a los supercondensadores actualmente en el mercado. El material se puede recargar cientos de veces y cada carga sólo toma unos segundos.

Es un producto de sueño en un mundo en el que el aumento del uso de energías renovables requiere nuevos métodos de almacenamiento de energía – de verano a invierno, de un día de viento a una calma, de un día soleado a un solo con la cobertura de nubes pesadas.

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

Otros co-autores son investigadores del KTH Royal Institute of Technology, Innventia, Universidad Técnica de Dinamarca y la Universidad de Kentucky.

El material, se ve y se siente como un papel ligeramente plastificado y los investigadores se divertían utilizando una pieza para hacer un cisne de origami – que da una indicación de su fuerza.

La base estructural del material es NANOCELULOSA, que son fibras de celulosa que, utilizando agua a alta presión, se descompone en fibras tan finas como 20 nm de diámetro. Con las fibras de celulosa en una solución de agua, un polímero cargado eléctricamente (PEDOT: PSS), también en una solución de agua. El polímero forma entonces una capa fina alrededor de las fibras.

“Las fibras cubiertas están enredadas, donde el líquido en los espacios entre ellos funciona como un electrolito”, explica Jesper Edberg, estudiante de doctorado, que llevó a cabo los experimentos junto con Abdellah Malti, quien recientemente terminó su doctorado.

El nuevo material de celulosa-polímero ha establecido un nuevo récord mundial en la conductividad simultánea de iones y electrones, lo que explica su excepcional capacidad de almacenamiento de energía. También abre la puerta al desarrollo deuna mayor capacidad. A diferencia de las baterías y condensadores actualmente en el mercado, este papael se produce a partir de materiales simples – celulosa renovable y un polímero fácilmente disponible. Es ligero de peso, no requiere productos químicos peligrosos o metales pesados ​​y es resistente al agua.

El proyecto Papers Power ha sido financiado por la Fundación Knut y Alice Wallenberg desde 2012.

“Ellos nos dejan a nuestra investigación, sin exigir informes extensos, y confiar en nosotros. Tenemos un montón de presión sobre nosotros para entregar, pero está bien si se necesita tiempo, y estamos agradecidos por eso”, dice el profesor Magnus Berggren , director del Laboratorio de Electrónica Orgánica en la Universidad de Linköping.

El nuevo papel de potencia es igual que la pulpa regular, que tiene que ser deshidratado durante la fabricación de papel. El reto es desarrollar un proceso a escala industrial para esto.

Papers Power – Cuatro récords mundiales

Mayor carga y la capacitancia en electrónica orgánica, 1 C y 2 F (Coulomb y Farad).

Corriente medida más alta en un conductor orgánico, 1 A (amperios).

Mayor capacidad para llevar a cabo de forma simultánea iones y electrones.

Mayor transconductancia en un transistor, 1 S