Các nhà khoa học ở Thụy Điển đã phát triển ra thứ được gọi là “tờ giấy năng lượng” – một vật liệu mỏng, tương tự như tờ giấy với khả năng trữ năng lượng đáng kể.
Một “tờ” vật liệu có kích thước 15cm đường kính và độ dày không đến 0.5mm đã có thể trữ 1 farad điện dung, tương đương với các tụ điện được sử dụng trong các thiết bị điện ngày nay.
Vật liệu được tạo ra từ hạt cellulo có kích thước nano cùng polymer dẫn điện và có thể được sạc điện lại sau khi sử dụng. Tuổi thọ của nó có thể kéo dài hàng trăm lần nạp điện như thế. Điểm nổi bật hơn cả là nó chỉ tốn vài giây để tích trữ lại năng lượng.
“Tấm phim mỏng hoạt động như một tụ điện vốn đã tồn tại trong một thời gian,” Xavier Crispin, một nhà nghiên cứu trong phòng nghiên cứu về Điện Hữu cơ của đại học Linköping, cho biết. “Chúng tôi đã nghiên cứu tạo ra vật liệu ba chiều. Nhờ vậy chúng tôi có thể sản xuất ra những mảnh phim dày hơn.”
Vật liệu của các nhà nghiên cứu này nhìn giống như một tờ giấy màu đen, nhưng khi chạm vào lại có cảm giác giống nhựa. Dù sao nó cũng thể hiện những tính chất giống như giấy, ví dụ như độ bền, được chứng minh bằng khả năng xếp origami. (Các nhà nghiên cứu đặc biệt tìm thấy niềm hứng thú trong việc xếp hạc).
Nhóm này tạo ra tờ vật liệu bằng cách phá vỡ các sợi chất xơ (cellulose) bằng dòng nước ở áp suất cao. Những sợi cellulose có đường kính chỉ 20 nano mét được bỏ vào dung dịch nước có chứa polymer tích điện. Chất polymer này tạo thành một lớp bọc mỏng xung quanh sợi cellulose.
“Sợi xơ được bọc này ở trong đám rối, dung dịch lấp trong những khoảng trống giữa chúng hoạt động như chất điện phân”, một thành viên của nhóm, Jesper Edberg giải thích thêm. Quá trình này được miêu tả đầy đủ trong Advanced Science.
Các nhà nghiên cứu cho rằng vật liệu trên đã tạo một kỷ lục dẫn điện đồng thời cho ion và electron và có thể có những tác động to lớn lên cách lưu trữ điện năng trên các thiết bị cỡ nhỏ. Với những nghiên cứu chuyên sâu nó thậm chí có thể phục vụ cho các nhu cầu sử dụng điện lớn hơn.
Khác với các loại pin và tụ điện chúng ta hay sử dụng, được cấu tạo một lượng kim loại lớn và chứa hóa chất độc hại, giấy năng lượng được tạo từ vật liệu đơn giản: sợi cellulose có khả năng tái tạo và polymer có sẵn.
Theo các nhà nghiên cứu, tờ giấy này nhẹ, không đòi hỏi hóa chất nguy hiểm hoặc kim loại nặng và không thấm nước. Thử thách duy nhất là phát triển thành một quy trình công nghiệp để sản xuất hàng loạt.
Giống như bột giấy thông thường, vật liệu này cần được làm khô để được dàn thành tấm. Nếu nhóm có thể giải bài toán đố này, cùng với sự trợ giúp của đối tác kinh doanh, giấy năng lượng có thể trở thành thứ ta thấy thường xuyên hơn trong tương lai.
Nguồn: Science Alert
