211service.com
Baterijos, pagamintos iš įprasto popieriaus
Įprastą popierių galima paversti akumuliatoriaus elektrodu tiesiog panardinant jį į anglies nanovamzdelio rašalą. Gauti elektrodai, kurie yra stiprūs, lankstūs ir labai laidūs, gali būti naudojami pigiems energijos kaupimo įtaisams gaminti nešiojamai elektronikai.
Nanovamzdinis rašalas: Šis biuro popieriaus gabalas buvo nudažytas juodu anglies nanovamzdelio rašalu.
Dabar galima spausdinti lengvas grandines ir ekranus elektronikai, pvz., elektroniniams skaitytuvams, tačiau įprastos baterijos vis tiek sveria šiuos įrenginius. Anglies nanovamzdeliai yra daug žadanti medžiaga spausdinant baterijas, nes, be savo stiprumo, lengvo svorio ir laidumo, jie gali sukaupti daug energijos – tai kokybė, kuri padeda nešiojamai elektronikai veikti ilgiau tarp įkrovimų.
Dabar Stanfordo universiteto mokslininkų grupė, vadovaujama medžiagų mokslų profesoriaus Yi Cui , įrodė, kad įprastas biuro popierius tarsi kempinė sugeria anglies nanovamzdelius ir gali būti paverstas baterijų ir superkondensatorių elektrodais. Cui teigia, kad popieriaus pranašumas yra tas, kad jis yra pigus ir stipriai sąveikauja su nanovamzdeliais, nereikalaujant į rašalą dėti priedų. Mes išnaudojame porėtą popieriaus struktūrą, sako Cui. Anglies nanovamzdeliai susigeria į popierių ir prilimpa tikrai tvirtai.
Po to, kai popierius panardinamas į nanovamzdelio rašalą ir išdžiovinamas ore, jis tampa labai laidus. Stanfordo grupė išbandė plonas plėveles kaip superkondensatorių elektrodus ir nustatė, kad jos gali sukaupti daugiau bendros energijos ir veikti didesnėmis srovėmis nei ankstesni spausdinti nanovamzdelių įrenginiai. Joelis Schindalas MIT elektrotechnikos ir informatikos profesorius teigia, kad popieriniai superkondensatoriai saugo stebėtinai didelį įkrovos kiekį. Stanfordo grupė taip pat išbandė popierinius elektrodus kaip ličio jonų baterijų srovės kolektorius. Jų veikimas atitiko šiuose akumuliatoriuose naudojamų metalinių srovės kolektorių, nors metaliniai kolektoriai yra daug sunkesni. Šis darbas aprašytas šią savaitę Nacionalinės mokslų akademijos darbai .
Kitos grupės dirbo naudodamos popierių kaip pagrindą elektrodams gaminti. Tačiau ankstesni bandymai sukurti nanovamzdelių įrenginius ant popieriaus buvo daug sudėtingesni, sako Cui, ir reikėjo auginti nanovamzdelius ant popieriaus arba naudoti naujas popieriaus formules kaip atskaitos tašką. Panardinimo būdas yra paprastas ir gražus, sako Nikolajus Kotovas , Mičigano universiteto chemijos inžinerijos profesorius.
Popierinis elektrodas: Nanovamzdeliai įsigeria į popierių ir stipriai jungiasi su celiuliozės pluoštais, kaip parodyta šioje skenuojančioje elektroninėje mikrografijoje.
Cui sako, kad popieriaus nanovamzdelių elektrodai yra tvirti. Nors neapdorotas popierius ištirpsta vandenyje, nanovamzdeliais apdorotas popierius netirps, o nanovamzdeliai neatsiklijuoja, kai jį subraižo ar suvynioja. Superkondensatorius buvo išbandytas per 40 000 įkrovimo ciklų šešis mėnesius ir vis dar veikia, sako Cui.
Stanfordo mokslininkai dabar stengiasi pagerinti savo prietaisų veikimą ir išbando skirtingus spausdinimo būdus bei medžiagas. Iki šiol Cui naudojo rašalą, sudarytą iš puslaidininkių ir metalinių nanovamzdelių mišinio. Tikėtina, kad grynai metaliniai dažai veiktų geriau, tačiau jie yra brangesni. Grupė taip pat eksperimentuoja su skirtingais nanovamzdelių ir popieriaus sujungimo būdais, įskaitant dažų dažymą rašikliu ar teptuku, kad būtų sukurti sudėtingi raštai.