(Phys.org)— Mobiltelefoner lika tunna och flexibla som ett pappersark. Energilagrande husfärg. Upprullbar pekskärm. Det här är den sortens enheter som verkstadsindustrin förbereder sig för och förväntar sig. Men om någon av dem ska fungera, sa Northeastern University, professor Yung Joon Jung, i mekanisk och industriell teknik. experter måste också skapa ett tunt och flexibelt energilagringssystem. Hans labb har utvecklat ett sådant system.

I en nyligen publicerad artikel i tidskriften Scientific Reports, Jung och kollegor från Northeastern och Rice University presenterade sin design av en flexibel och transparent superkondensator, en enhet som lagrar energi som ett elektriskt fält istället för en kemisk reaktion, som batterier gör. Som sådan, det är en utmärkt kandidat för energilagring för tunna, framtidens flexibla enheter.

Tekniken är baserad på ett nanomaterial som utvecklades i Jungs labb för två år sedan, som de kallar en nanocup. En av de upplevda fördelarna med nanorör, Jung förklarade, är potentialen att fylla dem med andra material, såsom elektrolyt i fallet med en superkondensator. Den inre kapaciteten hos nanorör har visat sig vara för liten för att uppnå denna förmåga, "men om du har en kopp, "Jung sa, pekar på sin egen kaffemugg, "du kan lägga vad du vill i den."

Det första steget för att göra en nanokupa är att etsa nanoskopiska divots till en aluminiumfilm genom oxidation. Genom att justera spänningen och tiden för denna process, forskare kan skräddarsy storleken på kopparna. Det andra steget är att skikta kolatomer på aluminiumformen med hjälp av standard kolnanorörsteknik.

Hyunyoung Jung, den första författaren på tidningen och en postdoktor i professor Jungs labb, har en bakgrund inom polymerkemi. Han betonade att den nya superkondensatorns nyhet härrör från den stora ytan och den öppna texturerade ytan på nanokopparna. Denna morfologi tillåter dem att komma i större kontakt med elektrolyten, som driver bildandet av ett elektriskt fält och därmed energilagringsfunktionaliteten.

Superkondensatorn, som ännu inte har optimerats, kan lagra energi och ge ström på nivåer som är jämförbara med andra enheter. Skillnaden, dock, är dess förmåga att integreras i tunnfilmsenheter. "Om vi ​​ger upp transparens och mekanisk flexibilitet, "Jung sa, "vi kan lätt gå till den nivån av kommersiellt tillgängliga enheter. Men mitt mål är inte att förlora dessa två egenskaper och samtidigt utveckla högpresterande energienheter."

Forskargruppen har redan använt en flexibel och transparent prototyp för att driva en lampa. Gruppen planerar att göra fortsatta förbättringar inom elproduktion och energilagring.