«Бумажные» суперкапсы достигают 10F

Активным ингредиентом конденсатора являются чернила на водной основе, изготовленные из проводящего полимера PEDOT:PSS и целлюлозы, полученной из древесины хвойных пород, а также некоторых других ингредиентов, включая активированный уголь.

Раньше Центр печатал его методом трафаретной печати на пластиковой подложке с алюминиевым покрытием, но в этой последней демонстрации он перешел на коммерческую бумажную подложку с алюминиевым покрытием, что сделало этот суперконденсатор действительно бумажным.

Алюминий действует как токосъемник, а также изолирует влагу и кислород. Углеродные слои, нанесенные на металл, защищают его от коррозии внутри элемента, увеличивая срок службы.

В демонстрации конденсаторы были изготовлены вручную с использованием многоэтапного процесса, который имитировал потенциальный производственный процесс, заканчивающийся термосвариванием печатных подложек вокруг пропитанных электролитом волокон для завершения конденсаторов.

«Емкость бумажного суперконденсатора примерно эквивалентна коммерческим суперконденсаторам при нормализации по объему», — сказал руководитель проекта Джеспер Эдберг. «Одним из преимуществ бумажных устройств является то, как они производятся, что, по нашему мнению, может привести к более быстрому производству. Они также тонкие, складные и гибкие, и их можно интегрировать в новые среды, где цилиндрические металлические коммерческие суперконденсаторы не подходят».

Поскольку они основаны на бумаге, используемой в строительстве – для изоляции саун. «Эти накопители энергии могут быть, например, встроены в стены зданий для локального накопления энергии от солнечных батарей на крыше, и в то же время служить изоляцией для здания», — сказал Роберт Брук, исследователь из RISE (Research Институты Швеции), с которым работал Центр цифровой целлюлозы.

Демонстрационные устройства физически сконструированы таким образом, чтобы их можно было легко соединять последовательно для получения более высоких напряжений, а также их можно было разделить на четыре меньших суперконденсатора (см. фото).

«Если у вас есть небольшое электронное устройство, которому требуется минимальная мощность, то вы можете использовать отдельный лист накопителя энергии», — сказал Брук. «Если вы хотите питать что-то, что требует большего, вы можете подключить устройства или листы, чтобы увеличить напряжение или емкость».

Устройство показало емкость до 10Ф», при расширении площади с большим параллельным устройством емкость увеличилась до рекордных 127,8Ф, что составляет 332,8мФ/см.²» по данным Центра.

При саморазряде напряжение холостого хода падало с 800 мВ до 500 мВ в течение 24 часов, а первоначальное исследование стабильности показало небольшое изменение емкости после 1000 циклов заряда-разряда между 0 В и 800 мВ при 75 мА.

По словам Центра, возможно использование более высокого напряжения, и четыре последовательно могут использоваться при напряжении 5 В.

В ходе дальнейшей демонстрации бумажные суперконденсаторы были объединены с полностью напечатанным электрохромным дисплеем, показывающим город Норрчёпинг, в художественной инсталляции, получившей название «Звездная ночь Норрчёпинга». Он заряжается от кремниевых солнечных элементов и имеет сенсорный датчик для включения и выключения.

В прошлом году Центр продемонстрировал производство рулонных целлюлозных конденсаторов.

Фото: Устройства гармошки серийно.