ახალი ტიპის ქაღალდს შესანიშნავ უნარი აქვს ენერგიის შესანახად, სუპერგამტარების მსგავსად. იგი შეიმუშავეს შვედეთის ორგანული ელექტრონიკის უნივერსიტეტის ლინკოპინგის უნივერსიტეტის ლაბორატორიის მკვლევარებმა და, როგორც ამბობენ, ამ ქაღალდს აქვს განახლებადი ენერგიის ახალი თავში გახსნის შესაძლებლობა.
ე.წ. "ენერგეტიკული ქაღალდი" მზადდებოდა ცელულოზის ბოჭკოებისგან, რომლებიც წყალში ექვემდებარებოდა მაღალი წნევის ქვეშ, სანამ არ გადაიქცნენ ბოჭკოებად დიამეტრის 20 ნანომეტრამდე. შემდეგ ეს ბოჭკოები დაფარული იყო ელექტრული დატვირთული პოლიმერით, რის შემდეგაც ისინი ჩამოყალიბდა ფურცლად.
ეს არის ახალი აუცილებელი პროდუქტი მსოფლიოში, სადაც განახლებადი ენერგიის წყაროების ფართო გამოყენება მოითხოვს ენერგიის შენახვის ახალ მეთოდებს, მიუხედავად იმისა, თუ რომელი წელია და რამდენად ქარია, მზიანი ან მოღრუბლული დღე დღეს.
თითოეულ ფურცელს, 15 სანტიმეტრის დიამეტრის გაზომვით და სისქის რამდენიმე მეათედი მილიმეტრით, შეუძლია იმდენი ენერგიის შენახვა, რამდენადაც ბაზარზე არსებული სუპერპრესანები. მასალა შეიძლება ასობითჯერ დააკისროს, ხოლო თითოეული ბრალდება სულ რამდენიმე წამს ხდება.
როდესაც ცელულოზის ბოჭკოები წყლის ხსნარშია, მათ ემატება ელექტრულად დამუხტული პოლიმერი (PEDOT: PSS), აგრეთვე წყალხსნარის ფორმით. შემდეგ პოლიმერი ქმნის თხელი ფილმს ბოჭკოების გარშემო.
„დაფარული ბოჭკოები ერთმანეთშია გადანაწილებული და მათ შორის არსებული უფსკრული თხევადი მოქმედებს ელექტროლიტად“, - განმარტავს ჯესპერ ედბერგი, დოქტორანტი, რომელიც ექსპერიმენტებს ატარებდა სხვა მკვლევარებთან.
”თხელი ფილმები, რომლებიც ფუნქციონირებენ, როგორც კონდენსატორები, გარკვეული პერიოდის განმავლობაში არსებობს. რაც გავაკეთეთ, წარმოშვა მასალა სამ განზომილებაში. ”- განმარტავს ქსავიერ კრისპინი, ორგანული ელექტრონიკის პროფესორი და კვლევის სტატიის თანაავტორი.
ქაღალდი არის წყალგაუმტარი და შეიქმნა საშიში ქიმიკატების ან მასალების გამოყენების გარეშე.
ენერგეტიკული ქაღალდის მასალა პლასტიკური ქაღალდისგან გამოიყურება და გამოიყურება. მკვლევარებმა გადაწყვიტეს გაერთეთ და ორი გვირგვინი აიღეს გედებისგან, რომელიც, სხვათა შორის, აზრს აძლევდა მასალის სიმტკიცეს.
მათი ენერგეტიკული ქაღალდის შემდგომი შემუშავების მიზნით, მკვლევარებმა ასევე შეუერთდნენ სამეფო ტექნოლოგიის ინსტიტუტს KTH, შვედეთის სამეცნიერო ინსტიტუტი Innventia, დანიის ტექნიკური უნივერსიტეტი და კენტუკის უნივერსიტეტი.
ენერგეტიკულმა ქაღალდმა ახლა დაანგრია ოთხი მსოფლიო ჩანაწერი: ორგანული ელექტრონიკის ყველაზე მაღალი დატვირთვა და სიმძლავრე, ორგანულ დირიჟორში ყველაზე მაღალი გაზომილი დენი, ყველაზე მაღალი ენერგია ერთდროულად წარმართავს იონებს და ელექტრონებს, და ყველაზე აქტიური ინტერელექტროდუქტის გამტარობას ტრანზისტორი.
კვლევის შედეგები გამოქვეყნდა ჟურნალ Advanced Science -ში.
Შემდეგი რა არის? ენერგეტიკული ქაღალდის მასობრივი წარმოებისთვის მეთოდის შექმნა. მკვლევარებმა ახლახან მიიღეს დაფინანსება ისეთი საწარმოო ობიექტის შესაქმნელად, რომელიც მასალას გამოიმუშავებს.
თქვენ უნდა შეხვიდეთ სისტემაში კომენტარის დატოვების მიზნით.
როგორ მუშაობს ქაღალდის ბატარეა?
ელექტრონები, რომლებიც წარმოიქმნება, როდესაც ბაქტერიები ენერგიას წარმოქმნიან, უჯრედულ გარსში გადადიან. შედეგად მიღებული ენერგია შეიძლება გამოყენებულ იქნას ბატარეის დატენვისთვის, ელექტრული ელექტროდების მეშვეობით.
მეცნიერებმა გამოიყენეს წყალი ან წყლის დაფუძნებული სხვა სითხე ქაღალდის ბატარეის გასააქტიურებლად. თხევადი საშუალო მასალის შემდეგ, ბაქტერიები აქტიურობენ და იწყებენ ენერგიის წარმოებას, რაც საკმარისია საკვებისთვის, მაგალითად, ციფრული კალკულატორი.
როგორც ექსპერიმენტების ნაწილი, გამოვლინდა ჟანგბადის გავლენა "ბაქტერიული" ელექტრული მოწყობილობის მუშაობაზე. ჟანგბადი ადვილად გადის ქაღალდზე და შეიძლება შეიცავდეს ბაქტერიების მიერ წარმოქმნილ ელექტრონებს. მართალია, ჟანგბადი ოდნავ ამცირებს ელექტროენერგიის წარმოებას, მაგრამ ეს ეფექტი მინიმალურია.
ქაღალდის ბატარეა არის ერთჯერადი პროდუქტი. ამ დროისთვის შეიქმნა პროტოტიპი, რომლის შენახვის ვადა დაახლოებით ოთხი თვეა. მეცნიერები განაგრძობენ მუშაობას ეფექტურობის გაზრდისა და შენახვის უფრო გრძელი პერიოდების უზრუნველსაყოფად.
უმეტეს პრაქტიკული გამოყენებისთვის, ქაღალდის ბატარეების სიმძლავრე ასევე უნდა გაიზარდოს დაახლოებით 1000 ჯერ. ეს მიიღწევა ქაღალდის ელექტროენერგიის პარალელურად დაყენებით და დაკავშირებით.
იმავდროულად, გამომგონებლებმა უკვე შეიტანეს საპატენტო განაცხადი და ინვესტორების მოსაძებნად არიან პროდუქტის კომერციალიზაციისთვის.
ქაღალდის ელექტრომომარაგების საჭიროება
მსოფლიოს შორეულ ადგილებში, სადაც ენერგორესურსები შეზღუდულია, ყოველდღიური ობიექტები - ელექტრული განყოფილებები და ბატარეები - მომხმარებლებისთვის ფუფუნებაა.
ასეთ რეგიონებში ჯანდაცვის მუშაკებს ხშირად აქვთ ელექტროენერგია ელექტროგადამცემი მოწყობილობებისთვის. ამავე დროს, კლასიკური ბატარეები ხშირად მიუწვდომელია ან ფასი ძალიან ძვირია.
სწორედ ამ რეგიონებისთვის არის საჭირო ახალი ენერგიის წყაროები - იაფი და პორტატული. ახალი ტიპის ბატარეის - ქაღალდის გამოგონება, რომელიც ბაქტერიებით არის გამოწვეული, არის არსებული პრობლემების გადასაჭრელად.
ქაღალდს აქვს უნიკალური თვისებები, მოქმედებს როგორც ბიოსენსორების წარმოების მასალა. ეს არის იაფი, ერთჯერადი, პრაქტიკული მასალა, რომელსაც აქვს დიდი ფართობი.
კომერციული კლასიკური ბატარეები ძალიან ენერგეტიკული და ძვირია. ამ ტიპის ელექტრული წყარო ვერ ინტეგრირდება ქაღალდის სუბსტრატებში. ამიტომ, საუკეთესო გამოსავალი არის ბიო – ბატარეა.
