Новая нанобумага умеет хранить электричество

Профессор материаловедения Пуликел Аджаян (Pulickel M. Ajayan) и его коллеги из политехнического института Ренселлера (Rensselaer Polytechnic Institute — RPI) создали новое средство для хранения электрической энергии. На вид это простая бумага, однако она обладает уникальными свойствами.

Изобретение представляет собой тонкий лист целлюлозы с нанотрубками, укреплёнными на нём. Поместить нанотрубки на эту на поверхность оказалось не так просто. Ситуацию осложняет тот факт, что существует мало веществ, которые могут хорошо растворять целлюлозу.

И всё же учёные нашли очень удобный выход: они подобрали подходящую растворяющую жидкость и решили использовать её в дальнейшей работе.

Если с помощью этого растворителя нанести нанотрубки на лист, а затем высушить его, то получится бумага, которую можно использовать в качестве конденсаторных обкладок. За счёт площади многочисленных нанотрубок площадь поверхности диэлектрика по сравнению с простым плоским листом оказывается существенно больше, а значит, больше и ёмкость.

Из такого материала можно сделать уникальный бумажный конденсатор, который будет обладать внушительной ёмкостью.

Оказалось, что эту бумагу можно использовать и в качестве основы для элементов питания, точнее, для электролитических конденсаторов.

Дело в том, что экспериментаторы взяли в качестве растворителя специальную жидкость, которая может действовать и в качестве электролита — гексафлюорофосфат лития.

Чтобы получить полноценный конденсатор, участники группы Аджаяна покрыли одну сторону целлюлозного листа нанотрубками, а другую — литием. Сообщается, что тока от такого заряженного источника из нескольких листов хватает для загорания светодиодного фонарика.

Достоинством такого "хранилища энергии" является широкий диапазон рабочих температур — от -70 до 150 градусов по Цельсию. Плюс к этому, листы целлюлозы с нанотрубками так же гибки, как и обычная бумага, и могут применяться в самых разных областях. Одна из них — медицина, ибо разработка характеризуется низкой токсичностью.

Подробнее об изобретении исследователи рассказали в статье, которая выйдет в "Слушаниях национальной академии наук США" (PNAS).