Føyelig batteri av papir og nanorør

En ny type batteri er føyelig som papir, fri for kjemikalier og kan gis enhver tenkelig form.

Forskere ved Rensselaer Polytechnic Institute i Troy i delstaten New York beskriver i artikkelen «Flexible Energy Storage Devices Based on Nanocomposite Paper» i siste utgave av Proceedings of the National Academy of Sciences, en helt ny type batteri.

Batteriet ser ut som et ark papir. 90 prosent av det er cellulose. Den ene siden av arket er dekket av sorte nanorør i karbon. Den andre siden er dekket av et tynt lag litium. Cellulosen mellom litiumet og nanorørene – disse utgjør elektrodene i batteriet – er impregnert med oppløst litium heksafluorfosfat som fungerer som elektrolytt.

Arket kan bøyes i alle retninger uten at det påvirker dets elektriske egenskaper. Det holder en spenning på 2 volt, og kan levere 10 milliampere per gram. Forskeren beskriver hvordan de har brukt prototypen på å drive en liten vifte og en lysdiode.

Større enheter kan lages ved å legge flere ark oppe på hverandre. Det er tette molekylære bindinger mellom alle lagene: Batteriet er en ekte integrert enhet, i motsetning til andre føyelige batterier.

Forsøkene med prototypen viser at den fungerer utmerket i både ekstrem kulde – ned til –70 grader Celsius – og ekstrem varme – opptil 150 grader.

Forskerne ser for seg hvordan batteriet kan brukes i langt mer enn bare forskjellige former for mobilt utstyr.

Papiret kan legges i flere lag, og gis enhver tenkelig form. Forholdet mellom vekt og energi betraktes som svært gunstig, og vil antakelig kunne forbedres. Batteriet kan tenkes formet slik at det legges inne i dørene eller på innsiden av karosseriet i en bil.

Siden batteriet er fri for giftige kjemikalier, er det også miljøvennlig. Forskerne mener papiret egner seg utmerket som implantat for å drive for eksempel pacemakere. Da vil kroppens egne væsker, som blod eller svette, kunne utgjøre batteriets elektrolytt.

Oppfinnelsen er i et svært tidlig stadium i sin utvikling. Kommersialisering er avhengig av at man finner en enkel metode for masseproduksjon av batteriarkene. Forskerne ser for seg at arkene vil kunne trykkes på samme måte som aviser, med karbonrør på den ene siden og litium på den andre.

I tillegg ønsker forskerne å gjøre arkene mer effektive og pålitelige, og de er nødt til å se på hvor sikre de vil være i praktisk bruk.

Til toppen