(PhysOrg.com) -- Alla dessa papperstransistorer och pappersskärmar som forskare har designat kan nu drivas av en inbyggd strömkälla, tack vare utvecklingen av en ny papperssuperkondensator. Designad av forskare vid Stanford University, papperssuperkondensatorn tillverkas genom att helt enkelt skriva ut kolnanorör på ett behandlat papper. Forskarna hoppas att den integrerade designen kan leda till utvecklingen av låg kostnad, papperselektronik för engångsbruk.

I papperssuperkondensatorn, alla nödvändiga komponenter är integrerade på ett enda pappersark i form av enkelväggiga kolnanorör (SWNT). Höghastighetsutskrift kan användas för att skriva ut SWNT direkt på ett papper - allt från Xerox-papper till tidnings- och till och med annonser för dagligvaror fungerar. I början, forskarna fann att SWNTs var så små att de penetrerade papperet genom mikronstora porer, vilket skulle få enheten att kortsluta. För att lösa det här problemet, forskarna belade först båda sidor av papperet med polyvinylidenfluorid (PVDF), som blockerade porerna men ändå gjorde att elektrolyter kunde transporteras genom papperet. Som sådan, det behandlade papperet skulle kunna fungera som ett elektrolytmembran och separator utan kortslutning.

"Nyckeldesignen är att SWNTs fäster bra på papper och inte tränger igenom papper helt för att undvika kortslutning, ” berättade Yi Cui vid Stanford University PhysOrg.com .

När SWNTs trycktes på det behandlade papperet, de upplevde starka bindningskrafter liknande de man upplevde när man skrev med penna eller penna på papper. Även när det gnuggas eller utsätts för tejp, SWNTs förblev fästa vid tidningen. Efter att ha skrivit ut SWNT på båda sidor av enstaka pappersark, elektrolyt laddades för att bilda en superkondensator. SWNTs fungerade som både elektroderna och strömkollektorerna i superkondensatorn, som hade en kapacitans av ca 3 F/g. Enheten visade också en utmärkt cykelstabilitet, med mycket liten förlust av kapacitans efter 2500 cykler. Forskarna säger att samma koncept skulle kunna utvidgas till att tillverka batterier, också.

Den helt integrerade superkondensatorn är baserad på en tidigare version som forskarna gjort, där nanomaterial belades separat på olika anod- och katodsubstrat och sedan sattes ihop med en separator. Fördelen med den nya integrerade strukturen är att den möjliggör höghastighetsutskrifter, vilket avsevärt minskar tillverkningskostnaderna och ger engångsmaterial, flexibel, och lätt papperselektronik närmare verkligheten. Cui sa att i framtiden, forskarna planerar "att använda den här nya designen för riktiga tillämpningar."

Copyright 2010 PhysOrg.com.
Alla rättigheter förbehållna. Detta material får inte publiceras, utsända, omskrivs eller omdistribueras helt eller delvis utan uttryckligt skriftligt tillstånd från PhysOrg.com.