Investigadores del Laboratorio de Electrónica Orgánica de la Universidad de Linköping, Suecia, han desarrollado power paper, un nuevo material con una capacidad excepcional para almacenar energía. El material consta de nanocelulosa y un polímero conductor. Los resultados han sido publicados en Ciencia avanzada .

Una hoja, 15 centímetros de diámetro y unas pocas décimas de milímetro de espesor pueden almacenar hasta 1 F, que es similar a los supercondensadores actualmente en el mercado. El material se puede recargar cientos de veces y cada carga solo toma unos segundos.

Es un producto de ensueño en un mundo donde el mayor uso de energía renovable requiere nuevos métodos de almacenamiento de energía, desde el verano hasta el invierno, de un día ventoso a uno tranquilo, de un día soleado a uno con una gran nubosidad.

"Las películas delgadas que funcionan como condensadores existen desde hace algún tiempo. Lo que hemos hecho es producir el material en tres dimensiones. Podemos producir láminas gruesas, "dice Xavier Crispin, profesor de electrónica orgánica y coautor del artículo recién publicado en Ciencia avanzada .

Otros coautores son investigadores del KTH Royal Institute of Technology, Innventia, Universidad Técnica de Dinamarca y Universidad de Kentucky.

El material, papel de poder, se ve y se siente como un papel ligeramente pegajoso y los investigadores se divirtieron usando una pieza para hacer un cisne de origami, lo que da una indicación de su fuerza.

La base estructural del material es nanocelulosa, que son fibras de celulosa que, usando agua a alta presión, se descomponen en fibras de hasta 20 nm de diámetro. Con las fibras de celulosa en una solución de agua, un polímero cargado eléctricamente (PEDOT:PSS), también en una solución de agua, está agregado. A continuación, el polímero forma una fina capa alrededor de las fibras.

"Las fibras cubiertas están enredadas, donde el líquido en los espacios entre ellos funciona como un electrolito, "explica Jesper Edberg, doctorando, quien llevó a cabo los experimentos junto con Abdellah Malti, quien recientemente completó su doctorado.

El nuevo material de polímero de celulosa ha establecido un nuevo récord mundial en conductividad simultánea para iones y electrones, lo que explica su excepcional capacidad de almacenamiento de energía. También abre la puerta a un desarrollo continuo hacia una capacidad aún mayor. A diferencia de las baterías y condensadores actualmente en el mercado, El papel de energía se produce a partir de materiales simples:celulosa renovable y un polímero fácilmente disponible. Es ligero de peso, no requiere productos químicos peligrosos ni metales pesados ​​y es resistente al agua.

El proyecto Power Papers ha sido financiado por la Fundación Knut y Alice Wallenberg desde 2012.

"Nos dejan con nuestra investigación, sin exigir informes extensos, y confían en nosotros. Tenemos mucha presión sobre nosotros para cumplir, pero está bien si lleva tiempo y estamos agradecidos por eso, "dice el profesor Magnus Berggren, director del Laboratorio de Electrónica Orgánica de la Universidad de Linköping.

El nuevo papel de potencia es como pulpa normal, que hay que deshidratar al hacer papel. El desafío es desarrollar un proceso a escala industrial para esto.

"Junto con KTH, Acreo e Innventia acabamos de recibir 34 millones de coronas suecas de la Fundación Sueca para la Investigación Estratégica para continuar nuestros esfuerzos por desarrollar un método de producción racional. una máquina de papel para papel de potencia, "dice el profesor Berggren.