可充电“纸电池”研究取得新进展：或重写电能存储教科书

通过百万计的纳米纤维、并结合导电聚合物涂层封装，科学家们已经创建出了可以存储大量电荷的“纸电池”（power paper）。其能够反复充电上百次，且充电只需数秒钟。它重量非常轻，创建过程中无需加入有毒化学物质或重金属。最终，它将能够为各种设备提供多种形式的可再生能源。瑞典林雪平大学（Linköping University）有机电子实验室称，除了保留普通纸张的特点，‘纸电池’还拥有一定的可塑性。

科学家们已经创建出了能够储存大量电能的‘电池纸’，其拥有轻量、极薄、可折叠等特性，或有朝一日为现代超薄的电子设备提供电能。

研究人员们展示了‘纸电池’的灵活性与强度，甚至表示可以用‘一张纸’来折叠处纸鹤。只需一张宽15cm、厚0.1mm的新型‘纸电池’，就可以存储1法拉电容的电荷（类似于超级电容器）。

该实验室拿下了四个世界级的超级电容器记录——[1]最高有机电子的电荷与电容量（1库伦2法拉）；[2]测得最高的有机导体电流（1安培）；[3]最高同时进行的离子与电子能量；[4]最高晶体管跨导。

 

有机电子实验室的部分研究人员（最右为Xavier Crispin）。

 

有机电子学教授Xavier Crispin表示：“电容器形式的薄膜，其存在已有一段时间。而我们所做的，就是将这种材料以三维形式生产出来，我们可以造出厚厚的纸片”。

其主要构建材料为纳米纤维素（nanocellulose），即将纤维素分解成直径大约20nm的纤维。然后将这些纳米纤维素浸泡在含有带电聚合物PEDOT:PSS的溶液中。

 

在实验室中混合‘纸电池’的Jesper Edberg和Isak Engquist。

瑞典林雪平大学博士生Jesper Edberg称：“覆盖的纤维缠结在一起，空隙中的液体则作为电解液”。这种纸电池拥有特殊的能量储存能力，研究人员们将继续研究，以开发出更高的容量。

新款纸电池的制备工作，与使用纤维纸浆的传统纸张一样（脱水方式相同），但最大的挑战是如何在工业化中适应这一过程。

将‘纸电池’倒在培养皿上

Berggren教授表示：“与KTH、Acreo和Innventia携手，我们刚刚从瑞典战略研究基金会那里拿到了3400万克朗的资金，以继续探索合理的生产方法，即一款面向纸电池的造纸机”。

自2012年以来，这项研究一直受到了Knut和Alice Wallenberg基金会的资助。此外，该项目还包括了来自瑞典皇家理工学院、Innventia、丹麦技术大学、以及肯塔基大学的研究人员。

有关这项研究的详细内容，已经发表在近日出版的《先进科学》（Advanced Science）期刊上。

来源：cnBeta.COM