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Energía almacenada en papel

Los investigadores de University’s Laboratory of Organic Electronics en Suecia de la Universidad de Linköping han desarrollado el papel de potencia – un nuevo material con una extraordinaria capacidad para almacenar energía.

El material consiste en NANOCELULOSA y un polímero conductor. Los resultados han sido publicados en la revista Advanced Science. Una hoja, 15 centímetros de diámetro y unas pocas décimas de milímetro de espesor puede almacenar tanto como 1 F, que es similar a los supercondensadores actualmente en el mercado. El material se puede recargar cientos de veces y cada carga sólo toma unos segundos.

«Las películas delgadas que funcionan como condensadores han existido durante algún tiempo. Lo que hemos hecho es para producir el material en tres dimensiones. Podemos producir láminas gruesas». Dice Xavier Crispin, profesor de electrónica orgánica y co-autor del artículo que acaba de publicar en Advanced Science. Otros co-autores son investigadores del KTH Royal Institute of Technology, Innventia, Universidad Técnica de Dinamarca y la Universidad de Kentucky.

El material, se ve y se siente como un papel ligeramente plastificado.

La base estructural del material es NANOCELULOSA, que es fibra de celulosa que, utilizando agua a alta presión, se descompone en fibras tan finas como 20 nm de diámetro. Con estas fibras de celulosa en una solución de agua, un polímero cargado eléctricamente, también en una solución de agua, se añade. El polímero forma entonces una capa fina alrededor de las fibras.

«Las fibras cubiertas están en enredos, donde el líquido en los espacios entre ellos funciona como un electrolito», explica Jesper Edberg, estudiante de doctorado, que llevó a cabo los experimentos junto con Abdellah Malti, quien recientemente terminó su doctorado.

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

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

«Ellos nos dejan a nuestra investigación, sin exigir informes extensos, y confiar en nosotros. Tenemos un montón de presión sobre nosotros para entregar, pero está bien si se necesita tiempo, y estamos agradecidos por eso», dice el profesor Magnus Berggren , director del Laboratorio de Electrónica Orgánica en la Universidad de Linköping.

El nuevo papel de potencia es igual que la pulpa regular, que tiene que ser deshidratado cuando la fabricación de papel. El reto es desarrollar un proceso a escala industrial para esto.

«Junto con KTH, Acreo y Innventia acabamos de recibir millones de SEK 34 de la Fundación Sueca para la Investigación Estratégica para continuar nuestros esfuerzos para desarrollar un método de producción racional, una máquina de papel para papel de poder», dice el profesor Berggren.