新型"能源纸"储能性能出众
一张长宽不过15厘米、厚度不到1毫米的“纸”，电容可以达到1法拉，可媲美目前市场上的超级电容器。这就是瑞典林雪平大学有机电子实验室的研究人员与丹麦和美国同行合作开发出的新材料——储能能力出众的“能源纸”，其由纳米纤维素和导电聚合物制成，可反复充电数百次，每次充电只需要几秒钟。这种“能源纸”的外观和感觉有点像塑料材质，研究人员甚至拿它折了一只天鹅，证明它也具有一定的强度。为了研制这种新材料，用高压水将纤维素分成直径仅20纳米的纤维，当将纳米纤维素和一种带电聚合物放入水溶液中时，带电聚合物会形成一个很薄的涂层覆盖住纤维素。这些纳米纤维素纠缠在一起，而空隙中的液体可以充当电解质。
新材料同时传导离子和电子的电导率创下了新纪录，这也是它储能性能优异的原因。与目前市场上的电池和电容器不同，“能源纸”所用的原材料非常简单，无需危险化学品或重金属，并且还有重量轻、防水等特性。
“能源纸”也像普通纸一样，制造过程中需要进行脱水处理。目前的挑战是要开发一套工业规模的工艺来完成脱水流程。瑞典战略研究基金会将为这项研究拨款，资助他们继续研发可生产这种“能源纸”的造纸机。
瑞典的科学家发明了一种他们称作“能量纸”的材料，这种薄薄的像纸一样的材料有着非凡的储存电量的能力。
一张直径15厘米，厚度不到0.5厘米的这种材料能够储存1法拉电容，这跟如今电子设备里使用的超级电容已经差不多了。
这种材料由纳米纤维素和一种高分子导电聚合物制成。它能使用，并再充电，可以循环操作几百次。最好的地方在于，它只需几秒钟就可以重新充满电。
“作为电容器的薄膜已经存在一段时间了，”林雪平大学有机电子实验室的研究者Xavier Crispin说，“我们所做的是把这种材料做成立体材料。我们能生产厚片。”
研究者们的材料看起来像黑色纸张，但是摸起来却感觉更有塑料质感。无论如何，它也展示了一些像纸的特点，比如强度，它可以用来做成折纸作品(研究者们显然很陶醉于此，他们用这个折了一个纸天鹅)。
这支团队通过使用高压水把纤维素纤维分解开制作了这些片材。这些纤维的直径只有20纳米，然后被加入到包含有带电聚合物的水溶剂中。然后聚合物就在这些纤维上聚集形成了一层薄薄的镀层。
“这些被覆盖的纤维相互缠结，它们之间缝隙中的液体就成为了电解液，”团队成员之一的Jesper Edberg说。整个过程在Advanced Science期刊中可以看到。
研究者认为这种材料为离子和电子同时赋予导电性创造了新的记录。它能够给我们在小型设备上储存电荷的方法上带来重大影响，在未来的研究中，它甚至可以为更高容量的电力需求服务。
跟我们现在使用的含有大量金属和有毒化学品的电池和电容器不一样，这个能量纸是由简单的材料制成：可再生的纤维素和现成的高分子聚合物。
根据研究者介绍，这种纸很轻，无需危险的化学品或重金属，而且还防水。现在唯一的挑战是研究出一套工业流程来进行大规模生产。
就像平常的木浆纸一样，这种材料必须经过脱水程序才能制成片材。如果这个团队能解决这个问题，再加上商业伙伴的支持，也许在未来我们就能四处看到这种能量纸了。
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