Mae gan fath newydd o bapur allu rhyfeddol i storio ynni, fel uwch-gynwysyddion. Fe'i datblygwyd gan ymchwilwyr yn y labordy ym Mhrifysgol Electroneg Organig Linkoping, Sweden, ac fel y dywedant, mae gan bapur y potensial i agor pennod newydd mewn ynni adnewyddadwy.
Gwnaed yr “papur egni” fel y'i gelwir o ffibrau seliwlos a oedd yn agored i ddŵr pwysedd uchel nes iddynt droi yn ffibrau 20 nanometr o drwch mewn diamedr. Yna gorchuddiwyd y ffibrau hyn â pholymer â gwefr drydanol, ac ar ôl hynny cawsant eu siapio i mewn i ddalen.
Mae hwn yn gynnyrch angenrheidiol newydd mewn byd lle mae'r defnydd ehangach o ffynonellau ynni adnewyddadwy yn gofyn am ddulliau newydd o storio ynni, waeth beth yw'r adeg o'r flwyddyn a pha mor wyntog, heulog neu gymylog yw'r diwrnod heddiw.
Gall pob dalen, sy'n mesur 15 centimetr mewn diamedr a sawl degfed ran o filimedr o drwch, storio cymaint o egni â'r uwch-gynwysyddion cyfredol ar y farchnad. Gellir codi tâl ar ddeunydd gannoedd o weithiau, ac mae pob tâl yn cymryd ychydig eiliadau yn unig.
Pan fydd ffibrau seliwlos mewn toddiant o ddŵr, ychwanegir polymer â gwefr drydanol (PEDOT: PSS) atynt, hefyd ar ffurf hydoddiant dyfrllyd. Yna mae'r polymer yn ffurfio ffilm denau o amgylch y ffibrau.
“Mae'r ffibrau wedi'u gorchuddio wedi'u cydblethu, ac mae'r hylif yn y bylchau rhyngddynt yn gweithredu fel electrolyt,” eglura Jesper Edberg, myfyriwr doethuriaeth a gynhaliodd arbrofion gydag ymchwilwyr eraill.
“Mae ffilmiau tenau sy’n gweithredu fel cynwysyddion wedi bodoli ers cryn amser. Yr hyn a wnaethom oedd cynhyrchu deunydd mewn tri dimensiwn, ”eglura Xavier Crispin, athro electroneg organig a chyd-awdur yr erthygl ymchwil.
Mae'r papur yn ddiddos ac fe'i crëwyd heb ddefnyddio unrhyw gemegau na deunyddiau peryglus.
Mae'r deunydd papur ynni yn edrych ac yn teimlo ychydig fel papur plastig. Penderfynodd yr ymchwilwyr gael hwyl a gwneud alarch o un ddalen o origami, a oedd, gyda llaw, yn rhoi syniad o gryfder y deunydd.
Er mwyn datblygu eu papur ynni ymhellach, ymunodd yr ymchwilwyr hefyd â Sefydliad Technoleg Brenhinol KTH, Sefydliad Ymchwil Sweden Innventia, Prifysgol Dechnegol Denmarc a Phrifysgol Kentucky.
Mae papur ynni bellach wedi torri pedwar record byd: y gwefr a'r gallu uchaf mewn electroneg organig, y cerrynt uchaf a fesurir mewn dargludydd organig, y pŵer uchaf sy'n cynnal ïonau ac electronau ar yr un pryd, a'r dargludedd rhyng -lectrode gweithredol uchaf mewn transistor.
Cyhoeddwyd canlyniadau'r astudiaeth yn y cyfnodolyn Advanced Science.
Beth nesaf? Creu dull ar gyfer cynhyrchu màs o bapur ynni. Mae ymchwilwyr newydd dderbyn cyllid i ddatblygu cyfleuster gweithgynhyrchu a fydd yn cynhyrchu deunydd.
Mae angen i chi fewngofnodi i adael sylw.
Sut mae batri papur yn gweithio?
Mae'r electronau a gynhyrchir pan fydd bacteria'n cynhyrchu egni yn pasio trwy'r gellbilen. Gellir defnyddio'r egni sy'n deillio o hyn i wefru'r batri trwy electrodau allanol.
Defnyddiodd gwyddonwyr ddŵr neu hylif arall wedi'i seilio ar ddŵr i actifadu batri papur. Unwaith y byddant yn y cyfrwng hylif, mae'r bacteria'n dod yn egnïol ac yn dechrau cynhyrchu egni, sy'n ddigon ar gyfer bwyd, er enghraifft, cyfrifiannell ddigidol.
Fel rhan o'r arbrofion, datgelwyd effaith ocsigen ar berfformiad y ddyfais pŵer “bacteriol”. Mae ocsigen yn hawdd ei basio trwy bapur a gall gynnwys electronau a gynhyrchir gan facteria. Yn wir, mae ocsigen yn lleihau cynhyrchu pŵer ychydig, ond mae'r effaith hon yn fach iawn.
Mae'r batri papur yn gynnyrch tafladwy. Ar hyn o bryd, mae prototeip wedi'i greu, y mae ei oes silff oddeutu pedwar mis. Mae gwyddonwyr yn parhau i weithio ar amodau i gynyddu effeithlonrwydd a sicrhau cyfnodau storio hirach.
Ar gyfer y mwyafrif o gymwysiadau ymarferol, mae angen cynyddu pŵer batris papur hefyd tua 1000 gwaith. Cyflawnir hyn trwy bentyrru a chysylltu sawl ffynhonnell pŵer papur yn gyfochrog.
Yn y cyfamser, mae'r dyfeiswyr eisoes wedi ffeilio cais am batent ac yn chwilio am fuddsoddwyr i fasnacheiddio'r cynnyrch.
Yr angen am gyflenwadau pŵer papur
Mewn ardaloedd anghysbell o'r byd lle mae adnoddau ynni'n gyfyngedig, mae gwrthrychau bob dydd - allfeydd trydanol a batris - yn foethusrwydd i ddefnyddwyr.
Yn aml nid oes gan weithwyr gofal iechyd mewn rhanbarthau o'r fath drydan i bweru dyfeisiau diagnostig. Ar yr un pryd, yn aml nid yw batris clasurol ar gael neu maent yn cael eu prisio'n ddrud iawn.
Ar gyfer rhanbarthau o'r fath mae angen ffynonellau pŵer newydd ar frys - rhad a chludadwy. Mae dyfeisio math newydd o fatri - papur, sy'n cael ei danio gan facteria, yn opsiwn i ddatrys problemau sy'n bodoli eisoes.
Mae gan bapur briodweddau unigryw, gan weithredu fel deunydd ar gyfer cynhyrchu biosynhwyryddion. Mae'n ddeunydd rhad, tafladwy, ymarferol sydd ag arwynebedd mawr.
Mae batris clasurol masnachol yn rhy ddwys o ran ynni ac yn ddrud. Ni ellir integreiddio'r math hwn o ffynhonnell bŵer i swbstradau papur. Felly, yr ateb gorau yw bio-batri.