کاغذهایی با قابلیت ذخیره‌سازی نیروی الکتریسیته

اگر به همایش‌ها و اجلاس‌هایی که در زمینه انرژی در اقصا نقاط جهان برگزار می‌شود نگاهی داشته باشید، به خوبی مشاهده خواهید کرد که این همایش‌ها حول محور صرفه‌جویی در مصرف انرژی، کاهش گازهای گلخانه‌ای و به‌کارگیری انرژ‌ی‌های پاک و تجدید‌پذیر برگزار می‌شوند. همین چند وقت پیش بود که خبرگذاری‌ها اعلام کردند، بنیان‌گذار مایکروسافت در ارتباط با انرژی‌های پاک سرمایه‌گذاری‌های عظیمی انجام خواهد داد.

مطلب پیشنهادی: اینتل چگونه جان زنبورهای عسل را نجات می‌دهد؟

شرکت‌ها همواره در نظر دارند از نیروی مستتر در طبیعت برای تولید انرژی استفاده کنند. بر همین اساس پژوهش‌گران آزمایشگاه الکترونیک آلی دانشگاه لینشوپینگ سوئد، مؤسسه KTH Royal Institute of Technology، دانشگاه کنتاکی و دانشگاه فنی دانمارک موفق به طراحی یک کاغذ قدرتمند شدند، ماده خارق‌العاده‌ای که توانایی ذخیره‌سازی انرژی را دارد. این کاغذ متشکل از نانوسلولز و یک پلیمر رسانا است. نتیجه دستاوردهای این گروه در مجله Advanced Science به چاپ رسیده است.

یک صفحه‌ به قطر 15 سانتی‌متر و ضخامت چند دهم میلی‌متر این توانایی را دارد تا جریان الکتریکی در حدود یک فاراد را در خود ذخیره‌سازی کند. این کاغذ عملکردی شبیه به ابر خازن‌هایی دارد که امروزه در دنیای صنعت مورد استفاده قرار می‌گیرد. ماده ساخته شده نه تنها این توانایی را دارد تا صدها بار شارژ شود، بلکه هر بار شارژ آن بیشتر از چند ثانیه زمان نمی‌برد.

این کاغذ یک محصول رویایی در جهانی به شمار می‌رود که در آن تقاضا برای انرژی‌های تجدیدپذیر هر روزه رو به افزایش است و شرکت‌ها همواره سعی می‌کنند از روش‌های جدیدی برای ذخیره‌سازی انرژی‌های خوشیدی و بادی در یک روز آفتابی یا زمانی که پوشش سنگینی از آسمان را فرا گرفته است، ابداع کنند. خاویر گریسپینٔ پروفسور الکترونیک آلی که بخشی از مقاله چاپ شده در مجله Advanced Science به قلم او است، درباره این دستاورد ارزشمند گفته است: «غشاء نازک به کار رفته در این فناوری عملکردی شبیه به خازن‌ها دارد. خازن‌هایی که برای مدت‌ زمان طولانی در صنعت مورد استفاده قرار گرفته‌اند. کاری که ما انجام داده‌ایم تولید یک ماده سه بعدی است. ما این توانایی را داریم تا این کاغذ را با صخامت بیشتری تولید کنیم. »

این ماده یا به عبارت دقیق‌تر کاغذ قدرتمند حالتی تقریبا پلاستیکی داشته که از انعطاف‌پذیری بالایی برخوردار است. ساختار پایه این ماده بر اساس نانوسلولز قرار دارد. تیم سازنده این کاغذ را با درهم شکستن الیاف سلولز با استفاده از جریان پر فشار آب ایجاد کرده‌اند. این الیاف که قطری برابر با 20 نانومتر دارند، به محلول آبی حاوی پلمیر باردار شده اضافه می‌شوند. جسپر ادبرگ دانشجوی دکترا پژوهش‌گری که همراه با عبدالله مالتی که به تازگی دکترای خود را دریافت کرده و جزء اعضا این گروه بوده‌اند در این باره گفته است: «مایعی که مابین این الیاف پوشیده شده با پلیمر قرار دارد، همانند الکترولیت عمل می‌کند.» این الیاف سلولز پلمیر جدید رکورد جهانی را در زمینه هدایت همزمان یون‌ها و الکترون‌ها به ثبت رسانده‌اند. ماده‌ای که ظرفیت استثنایی در ذخیره‌سازی انرژی دارد. ماده کشف شده درب‌هایی را برای ادامه روند توسعه و افزایش ظرفیت این ماده باز می‌کند. برخلاف باتری‌ها و خازن‌هایی که این روزها در بازار مورد استفاده قرار می‌گیرند؛ این کاغذ از موارد ساده‌ای ساخته شده که بسیار سبک بوده و هیچ‌گونه ترکیبات شیمیایی یا فلزات سنگین در ساخت آن استفاده نشده است.

کاغذ فوق همچنین نسبت به آب مقاوم است. سرمایه‌گذاری بر روی تولید این کاغذهای حامل انرژی از سال 2012 میلادی آغاز گردید. پروفسور مگنوس برگرن مدیر آزمایشگاه الکترونیک آلی دانشگاه لینشوپینگ در این‌باره گرفته است: «در حالی که بنیاد والنبرگ سرمایه‌گذاری روی این پروژه را بر عهده گرفته است اما هیچ‌گاه ما را در موضع فشار قرار نداده و تاکنون هیچ‌گونه گزارشی در ارتباط با پیش‌رفت تحقیقات از ما خواستار نشده است. به عبارت دیگر آن‌ها به ما اعتماد دارند. اما ما فشار سنگینی را روی خود احساس می‌کنیم که باید هر چه زودتر این پروژه را به سرانجام برسانیم. چالش اصلی که ما اکنون با آن روبرو هستیم به فرآیند صنعتی کردن این کاغذ باز می‌گردد.» پروفسور برگرن درباره هزینه صرف شده روی این کاغذ گفته است: « همراه با KTH، Acreo و Innvetia ما تنها 34 میلیون کرون سوئد از بنیاد تحقیقات استراتژیک سوئد برای توسعه تحقیقات و تبدیل این کاغذ به یک محصول صنعتی دریافت کرده‌ایم.»

پروفسور برگرن پیش‌بینی کرده است در صورت صنعتی شدن این کاغذ و حل کردن یک مشکل فنی که پیش روی این کاغذ قرار دارد، آینده‌ای را شاهد خواهیم بود که در آن کاغذها وظیفه تأمین انرژی شهرها را بر عهده خواهند داشت.