Anonim

"L'appareil peut être enroulé, tordu, plié ou découpé selon un nombre quelconque de formes sans perte d'intégrité mécanique ni d'efficacité", a affirmé l'université.

Tout comme le papier, la structure de la batterie provient de la cellulose, qui dans ce cas est remplie de nanotubes de carbone alignés.

«C’est essentiellement un morceau de papier ordinaire, mais il est fait de manière très intelligente», a déclaré le professeur Robert Linhardt. «Nous ne réunissons pas des éléments, mais un seul et même appareil intégré dont les composants sont liés de manière moléculaire.»

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La fabrication commence par une forêt de nanotubes de carbone cultivés sur une tranche de silicium - il est utile de penser ici à une brosse à récurer retournée.

Dans la forêt, on coule une solution de cellulose que l'on sèche pour laisser les nanotubes enfouis dans une mince couche de cellulose poreuse.

Une fois que le «papier» est décollé du substrat et que les nanotubes sont emportés avec lui, il est prêt à être utilisé dans les applications sur batterie et sur supercondensateur - bien qu'un traitement supplémentaire puisse être nécessaire pour obtenir la quantité appropriée de cellulose au-dessus des extrémités des nanotubes.

Tous les dispositifs commencent par métaliser le côté du papier qui était attaché au substrat, connectant ainsi électriquement tous les nanotubes ensemble et en faisant couler un électrolyte dans la cellulose.

Dans l'exemple le plus simple, une batterie au lithium-ion est formée en utilisant l'électrolyte de LiPF 6 aqueux (dans du carbonate d'éthylène et du carbonate de diméthyle) et en déposant du lithium métallique sur la face isolante du papier. Dans ce cadre, les ions lithium font la navette entre le lithium métal et les nanotubes.

Lors d'expériences, la cellule a montré une capacité réversible de 110mAh / g et une durée de vie de quelques dizaines de cycles.
Il en résulte un supercondensateur si deux morceaux de papier sont montés côté isolant sur côté isolant, avec des connexions issues de la métallisation des deux faces exposées.

Par coïncidence, le liquide ionique à température ambiante (RTIL) utilisé comme solvant pour déposer initialement la cellulose (chlorure de 1-butyle, 3-méthylimidazolium) est également un électrolyte de supercondensateur viable. Par conséquent, la fabrication du condensateur nécessite uniquement que la quantité de RTIL appropriée soit laissée dans le papier avant l'assemblage.