Активним інгредієнтом конденсатора є чорнило на водній основі, виготовлене з електропровідного полімеру PEDOT:PSS і целюлозної маси, отриманої з м’якої деревини, а також деякі інші інгредієнти, включаючи активоване вугілля .
Раніше Центр друкував це трафаретним способом на пластиковій підкладці з алюмінієвим покриттям, але в цій останній демонстрації він перейшов на комерційну паперову підкладку з алюмінієвим покриттям, роблячи його справді паперовим суперконденсатором.
Алюміній діє як струмоприймач, а також для виключення вологи та кисню. Вуглецеві шари, надруковані поверх металу, захищають його від корозії всередині елемента, щоб подовжити термін служби.
Під час демонстрації конденсатори були виготовлені вручну за допомогою багатоетапного процесу, який імітував потенційний виробничий процес, який завершувався термозварюванням друкованих підкладок навколо просочених електролітом волокон для завершення конденсаторів.
“Ємність паперового суперконденсатора приблизно еквівалентна комерційним суперконденсаторам у нормалізації щодо об’єму,” – сказав керівник проекту Джеспер Едберг. “Однією з переваг паперових пристроїв є те, як вони виготовляються, що, на нашу думку, може призвести до швидшого виробництва. Вони також тонкі, складаються та згинаються, і їх можна інтегрувати в нові середовища, де металеві комерційні суперконденсатори циліндричної форми не підходять.”
Оскільки вони створені на основі паперу, який використовується в конструкціях. – для утеплення саун. “Ці накопичувачі енергії можна, наприклад, вбудовувати в стіни будівель для локального накопичення енергії від сонячних батарей на даху, водночас функціонуючи як ізоляція для будівлі,” сказав Роберт Брук, науковий співробітник RISE (Науково-дослідних інститутів Швеції), з яким працював Digital Cellulose Center.
Демонстраційні пристрої фізично розроблено для легкого послідовного з’єднання для отримання вищих напруг, а також для розділення на чотири менші суперконденсатори (див. фото).
“Якщо у вас є невеликий електронний пристрій, який потрібна мінімальна потужність, тоді ви можете використовувати окремий лист накопичувача енергії,” сказала Брук. “Якщо ви хочете живити щось, що потребує більше, ви можете під’єднати пристрої або листи, щоб збільшити напругу чи ємність.”
Пристрій продемонстрував ємність до 10F “в той час як розширення області за допомогою великого паралельного пристрою збільшило ємність до рекордних 127,8F, що становить 332,8mF/см2” за даними Центру.
При саморозряді напруга холостого ходу впала з 800 мВ до 500 мВ протягом 24 годин, а початкове дослідження стабільності показало незначну зміну ємності після 1000 циклів заряду-розряду від 0 В до 800 мВ. при 75 мА.
Можливо використовувати більш високу напругу, а чотири послідовно можна використовувати при 5 В, сказав Центр.
У подальшій демонстрації паперові суперконденсатори поєднали з повністю друкованим електрохромним виставка, що показує місто Норчепінг у арт-інсталяції під назвою ‘Зоряна ніч Норчепінга’. Він заряджається від кремнієвих сонячних батарей і має датчик дотику для вмикання та вимикання.
.
Робота опублікована як ‘‘ у Журналі накопичення енергії, який чітко написаний і його можна прочитати повністю без оплати, а також є .
Фото: пристрої, з’єднані в серії.
Источник: electronicsweekly.com
