03:57 Мск 18.11.2017
ESTP
Экспертный Строительный Портал
Публикации
10.12.2015

"Силовая бумага" - будущее аккумуляторов

Одним из существенных препятствий на пути развития и распространения альтернативной энергетики является несовершенство существующих аккумуляторов. Солнечные батареи вырабатывают энергию, когда светит солнце, а ветротурбины - когда дует ветер. В связи с этим появляется вопрос, что делать, когда выдастся тихая ночь?

В идеале, достаточно "чистой" энергии можно было бы запасти в то время, когда для этого есть подходящие условия, но существующие сегодня батареи пока не настолько эффективны, чтобы долго сохранять заряд без значительных потерь, поэтому их нужно слишком много, а это, в свою очередь, делает проект экономически нецелесообразным. К тому же многие аккумуляторы очень "не любят", когда их часто перезаряжают, а еще критичным может стать слишком большое время, требуемое для полной зарядки аккумуляторной батареи.

Ученые лаборатории органической электроники из университета шведского города Линчёпинга разработали особое устройство, которое может решить проблему накопления энергии - "силовую бумагу" (power paper). Выглядит оно действительно как обычная бумага, только с нанесенным полимерным покрытием. Особенностью этого материала является то, что он обладает выдающимися характеристиками по сохранению заряда, проводимости и т.д.

Кусочек "силовой бумаги"

Рис. 1. Кусочек "силовой бумаги"

Да и по своей структуре материал можно назвать бумагой: он состоит из наноцеллюлозы и проводящего полимера. Сначала целлюлозу подвергают воздействию воды под высоким давлением и таким образом разбивают на нановолокна. Затем в водный раствор добавляется электрически заряженный полимер, который обволакивает эти нановолокна, постепенно формируя вокруг них тонкую пленку.

В результате опытов было выявлено, что круглый кусочек бумаги диаметром чуть более 15 см и толщиной около четверти (0,25) мм обладает электрической емкостью 1 фарада, что сравнимо с самыми продвинутыми системами аккумулирования энергии на основе технологий суперконденсаторов. А на перезарядку "силовой бумаги" уходит всего пара секунд. Притом, что материал спокойно выдерживает сотни повторных зарядок!

По сообщению разработчиков, материал побил аж четыре мировых рекорда: самый высокий накопленный заряд (1 кулон), самая высокая для органической электроники электрическая емкость (2 фарады), самый высокий измеренный ток в органическом проводнике (1 ампер), самая высокая проводящая способность.

Еще, в отличие от существующих аккумуляторных батарей того или иного вида, "силовая бумага" создается из органической, возобновляемой целлюлозы и довольно распространенного полимера. Кроме того "силовая бумага" практически не занимает места, весит несравнимо легче аналогов, обладает такой важной характеристикой, как водонепроницаемость. При ее производстве не используются тяжелые металлы и иные токсичные вещества.

Чтобы продемонстрировать пластичность, прочность и другие характеристики нового материала разработчики смогли сложить из силовой бумаги оригами-лебедя.

Следующей задачей разработчиков является вывод материала рынок аккумуляторных батарей. Сроки достижения этой цели пока не установлены, однако разработчикам выделен грант в размере около 4 миллионов долларов США. Грантодателем стал шведский фонд стратегических исследований (Swedish Foundation for Strategic Research).

Одним словом, такой материал как "силовая бумага" со временем несомненно приведет к революции в своей сфере, а также, возможно, в ряде сопутствующих отраслей: уже начались разговоры о появлении гибких мониторов.

  0
  4030
Темы
Актуально
Велодвижение, миф и реальность
28.04 Велодвижение, миф и реальность
Новости из мира городского велосипедного движения в нашей стране появляются в последнее время с завидной регулярностью. Тут и там возникают интересные проекты по развитию велодорожек, ширятся ряды велоэнтузиастов. Муниципальные власти наиболее продви...
 
  4580
Делаем декоративный камень из гипса
28.04 Делаем декоративный камень из гипса
Знакомимся с облицовочным камнем, изготовленным из гипса с добавлением полимеров. Рассмотрим его свойства и возможности в отделке, а также, как изготовить его собственными силами в домашних условиях.
 
  3916