Tá cumas iontach ag cineál nua páipéir fuinneamh a stóráil, cosúil le sárchumaisitheoirí. D'fhorbair taighdeoirí sa tsaotharlann in Ollscoil Leictreonaic Orgánach Linkoping, an tSualainn, agus mar a deir siad, tá an cumas ag páipéar caibidil nua i bhfuinneamh in-athnuaite a oscailt.
Rinneadh an “páipéar fuinnimh” mar a thugtar air as snáithíní ceallalóis a bhí nochtaithe d’uisce ardbhrú go dtí gur iompaigh siad ina snáithíní 20 nanaiméadar ar trastomhas. Ansin bhí na snáithíní seo brataithe le polaiméir luchtaithe le leictreachas, agus ina dhiaidh sin rinneadh iad a mhúnlú i mbileog.
Is táirge nua riachtanach é seo i ndomhan ina dteastaíonn modhanna nua chun fuinneamh a stóráil chun úsáid níos leithne a bhaint as foinsí fuinnimh in-athnuaite, beag beann ar an am den bhliain agus cé chomh gaofar, grianmhar nó scamallach atá an lá inniu.
Is féidir le gach bileog, ag tomhas 15 ceintiméadar ar trastomhas agus roinnt deicheanna de mhilliméadar ar tiús, an oiread fuinnimh a stóráil leis na sárchumaisitheoirí reatha ar an margadh. Is féidir ábhar a ghearradh na céadta uair, agus ní thógann gach muirear ach cúpla soicind.
Nuair a bhíonn snáithíní ceallalóis i dtuaslagán uisce, cuirtear polaiméir luchtaithe le leictreachas (PEDOT: PSS) leo, i bhfoirm tuaslagáin uiscí freisin. Ansin cruthaíonn an polaiméir scannán tanaí timpeall na snáithíní.
“Tá na snáithíní brataithe fite fuaite lena chéile, agus feidhmíonn an leacht sna spásanna eatarthu mar leictrilít,” a mhíníonn Jesper Edberg, mac léinn dochtúireachta a rinne turgnaimh le taighdeoirí eile.
“Tá scannáin tanaí a fheidhmíonn mar toilleoirí ann le tamall. Ba é an rud a rinneamar ná ábhar a tháirgeadh i dtrí thoise, ”a mhíníonn Xavier Crispin, ollamh le leictreonaic orgánach agus comhúdar an ailt taighde.
Tá an páipéar uiscedhíonach agus cruthaíodh é gan aon cheimiceáin nó ábhair ghuaiseacha a úsáid.
Breathnaíonn agus mothaíonn ábhar an pháipéir fuinnimh cosúil le páipéar plaisteach. Chinn na taighdeoirí spraoi a bheith acu agus rinne siad eala ó bhileog amháin de origami, a thug, go teagmhasach, smaoineamh ar neart an ábhair.
Chun a bpáipéar fuinnimh a fhorbairt tuilleadh, chuaigh na taighdeoirí i gcomhar le hInstitiúid Ríoga Teicneolaíochta KTH, Institiúid Taighde na Sualainne Innventia, Ollscoil Theicniúil na Danmhairge agus Ollscoil Kentucky.
Tá ceithre thaifead dhomhanda briste ag páipéar fuinnimh anois: an lucht agus an toilleadh is airde i leictreonaic orgánach, an sruth tomhaiste is airde i seoltóir orgánach, an chumhacht is airde ag seoladh iain agus leictreon ag an am céanna, agus an seoltacht idir-speictrim gníomhach is airde i trasraitheoir.
Foilsíodh torthaí an staidéir san iris Advanced Science.
Cad eile? Modh a chruthú le haghaidh olltáirgeadh páipéir fuinnimh. Tá maoiniú díreach faighte ag taighdeoirí chun saoráid déantúsaíochta a fhorbairt a chuirfidh ábhar ar fáil.
Ní mór duit a bheith logáilte isteach chun trácht a fhágáil.
Conas a oibríonn ceallraí páipéir?
Gabhann na leictreoin a ghintear nuair a tháirgeann baictéir fuinneamh tríd an mbileogall. Is féidir an fuinneamh a eascraíonn as a úsáid chun an ceallraí a mhuirearú trí leictreoidí seachtracha.
D'úsáid eolaithe uisce nó leacht eile uisce-bhunaithe chun ceallraí páipéir a ghníomhachtú. Nuair a bhíonn siad sa mheán leachtach, éiríonn na baictéir gníomhach agus tosaíonn siad ag táirgeadh fuinnimh, ar leor é le haghaidh bia, mar shampla, áireamhán digiteach.
Mar chuid de na turgnaimh, nochtadh éifeacht ocsaigine ar fheidhmíocht na feiste cumhachta “baictéarach”. Gabhann ocsaigin go héasca trí pháipéar agus d’fhéadfadh go mbeadh leictreoin ann a tháirgeann baictéir. Fíor, laghdaíonn ocsaigin giniúint cumhachta beagán, ach is beag an éifeacht seo.
Is táirge indiúscartha an ceallraí páipéir. I láthair na huaire, cruthaíodh fréamhshamhla, a bhfuil a seilfré thart ar cheithre mhí. Leanann eolaithe ag obair ar dhálaí chun éifeachtúlacht a mhéadú agus tréimhsí stórála níos faide a chinntiú.
I gcás fhormhór na bhfeidhmchlár praiticiúil, is gá cumhacht cadhnraí páipéir a mhéadú thart ar 1000 uair freisin. Baintear é seo amach trí roinnt foinsí cumhachta páipéir a chruachadh agus a nascadh go comhthreomhar.
Idir an dá linn, tá iarratas ar phaitinn comhdaithe cheana féin ag na hailtirí agus tá siad sa tóir ar infheisteoirí chun an táirge a thráchtálú.
An gá le soláthairtí cumhachta páipéir
I gceantair iargúlta ar domhan ina bhfuil acmhainní fuinnimh teoranta, is só d’úsáideoirí iad earraí laethúla - asraonta leictreacha agus cadhnraí.
Is minic nach mbíonn leictreachas ag oibrithe cúraim sláinte i réigiúin den sórt sin chun feistí diagnóiseacha a chumhacht. Ag an am céanna, is minic nach mbíonn cadhnraí clasaiceacha ar fáil nó ar phraghas an-daor.
Is do na réigiúin sin a theastaíonn foinsí cumhachta nua go práinneach - saor agus iniompartha. Is rogha é aireagán de chineál nua ceallraí - páipéar, arna bhreoslú ag baictéir, chun fadhbanna atá ann a réiteach.
Tá airíonna uathúla ag páipéar, ag gníomhú mar ábhar chun bithshábháilteacht a tháirgeadh. Is ábhar praiticiúil saor, indiúscartha é a bhfuil achar mór dromchla air.
Tá cadhnraí clasaiceacha tráchtála ró-dhian ar fhuinneamh agus ró-chostasach. Ní féidir an cineál foinse cumhachta seo a chomhtháthú i bhfoshraitheanna páipéir. Dá bhrí sin, is é an réiteach is fearr bith-cheallraí.