Новости химической науки > Сверхтонкие аккумуляторы из бумаги и водорослей

Исследователи из Швеции сообщают, что могут получить тонкие и гибкие аккумуляторы, используя в качестве материалов водоросли, бумагу и соленую воду. Ключом успеха новой разработки является целлюлоза, получаемая из светло-зеленой водоросли Cladophora, она отличается необычной наноструктурой с высокой площадью поверхности.

Принципиальная схема аккумулятора (слева), фотографии бумажной аккумулятора до и после запаивания ее в покрытый полимером алюминиевый контейнер. (Рисунок из Nano Lett., 2009, DOI: 10.1021/nl901852h)

Хотя новые аккумуляторы характеризуются меньшим напряжением и меньшей мощностью, чем привычные, их низкая стоимость и гибкость может оказаться весьма полезной для областей, где применение обычных аккумуляторов невозможно или непрактично.

Новые аккумуляторы были получены в результате совместной работы двух исследовательских групп из Университета Уппсала: объектом исследования группы Марии Штромме (Maria Strømme) является целлюлоза, получаемая из морских водорослей, группа Лейфа Нихольма (Leif Nyholm) изучает новые способы увеличения производительности токопроводящих полимеров.

Для получения аккумулятора исследователи разделили два целлюлозных электрода перегородкой из фильтровальной бумаги, замоченной в соленой воде. Один из целлюлозных электродов покрыт тонким слоем окисленного полипиррола [oxidised polypyrrole (PPy)], другой электрод – восстановленной формой полипиррола. Разность потенциалов между электродами обеспечивает напряжение, которое это устройство может создать. В ходе зарядки или разрядки аккумулятора хлорид-ионы перемещаются от одного электрода к другому также, как перемещаются ионы лития в литий-ионных аккумуляторах. Несомненным преимуществом батареи является простота и относительная экологическая безопасность ее получения.

Исследователи продолжают оптимизировать работу новых аккумуляторов, надеясь добиться от них устойчивости в течение 1000 циклов зарядка-разрядка. Они уверены, что дальнейшая работа над проектом позволит создать аккумуляторы, которые без труда можно будет интегрировать с обоями или одеждой.

Источник: Nano Lett., 2009, DOI: 10.1021/nl901852h

метки статьи: #новые материалы, #физическая химия, #химическая технология, #химия поверхности, #химия полимеров