(PhysOrg.com) -- Gli scienziati di Stanford stanno sfruttando la nanotecnologia per produrre rapidamente ultraleggeri, batterie pieghevoli e supercondensatori sotto forma di carta di tutti i giorni.

Il semplice rivestimento di un foglio di carta con inchiostro composto da nanotubi di carbonio e nanofili d'argento rende un dispositivo di archiviazione altamente conduttivo, disse Yi Cui, assistente professore di scienza e ingegneria dei materiali.

"La società ha davvero bisogno di un basso costo, dispositivo di accumulo di energia ad alte prestazioni, come batterie e semplici supercondensatori, " Egli ha detto.

Come le batterie, i condensatori mantengono una carica elettrica, ma per un periodo di tempo più breve. Però, i condensatori possono immagazzinare e scaricare l'elettricità molto più rapidamente di una batteria.

Il lavoro di Cui è riportato nel documento "Carta altamente conduttiva per dispositivi di accumulo di energia, " pubblicato online questa settimana nel Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze.

"Questi nanomateriali sono speciali, " Ha detto Cui. "Sono una struttura unidimensionale con diametri molto piccoli." Il diametro ridotto aiuta l'inchiostro del nanomateriale ad aderire saldamente alla carta fibrosa, rendendo la batteria e il supercondensatore molto resistenti. Il supercondensatore di carta può durare fino a 40, 000 cicli di carica-scarica - almeno un ordine di grandezza in più rispetto alle batterie al litio. I nanomateriali sono anche conduttori ideali perché spostano l'elettricità in modo molto più efficiente rispetto ai normali conduttori, Ha detto Cui.

Cui aveva precedentemente creato dispositivi di accumulo di energia in nanomateriali utilizzando la plastica. La sua nuova ricerca mostra che una batteria di carta è più durevole perché l'inchiostro aderisce più saldamente alla carta (rispondendo alla domanda, "Carta o plastica?"). Cosa c'è di più, puoi accartocciare o piegare la batteria di carta, o anche immergerlo in soluzioni acide o basiche, e le prestazioni non si degradano. "Semplicemente non abbiamo testato cosa succede quando lo bruci, " Egli ha detto.

La flessibilità della carta consente molte applicazioni intelligenti. "Se voglio dipingere la mia parete con un dispositivo di accumulo di energia conduttiva, "Cui ha detto, "Posso usare un pennello." Nel suo laboratorio, ha mostrato la batteria a un visitatore collegandola a un LED (diodo a emissione di luce), che brillava intensamente.

Un supercondensatore di carta può essere particolarmente utile per applicazioni come auto elettriche o ibride, che dipendono dal rapido trasferimento di elettricità. L'elevato rapporto superficie-volume del supercondensatore di carta gli conferisce un vantaggio.

"Questa tecnologia ha il potenziale per essere commercializzata in breve tempo, " disse Peidong Yang, professore di chimica all'Università della California-Berkeley. "Non credo che sarà limitato ai soli dispositivi di accumulo di energia, " ha detto. "Questo è potenzialmente molto bello, basso costo, elettrodo flessibile per qualsiasi dispositivo elettrico."

Cui prevede che l'impatto maggiore potrebbe essere nello stoccaggio su larga scala di elettricità sulla rete di distribuzione. Eccesso di elettricità generata di notte, Per esempio, potrebbe essere salvato per i periodi di maggiore utilizzo durante il giorno. Anche i parchi eolici e i sistemi di energia solare possono richiedere lo stoccaggio.

"La parte più importante di questo documento è come una cosa semplice nella vita quotidiana - la carta - possa essere utilizzata come substrato per realizzare elettrodi conduttivi funzionali con un processo semplice, " ha detto Yang. "Si tratta di nanotecnologie legate alla vita quotidiana, essenzialmente."

Il team di ricerca di Cui comprende studiosi post-dottorato Liangbing Hu e JangWook Choi, e lo studente laureato Yuan Yang.

Fornito dalla Stanford University (notizie:web)