(Phys.org)—Mobiele telefoons zo dun en flexibel als een vel papier. Energiebesparende huisverf. Oprolbare touchscreen-displays. Dit zijn het soort apparaten waarop de technische industrie zich voorbereidt en verwacht. Maar als een van hen moet werken, zei professor werktuigbouwkunde en industriële techniek van de Northeastern University, Yung Joon Jung, experts moeten ook een dun en flexibel energieopslagsysteem creëren. Zijn lab heeft zo'n systeem ontwikkeld.

In een recent gepubliceerd artikel in het tijdschrift Scientific Reports, Jung en collega's van Northeastern en Rice University presenteerden hun ontwerp van een flexibele en transparante supercondensator, een apparaat dat energie opslaat als een elektrisch veld in plaats van een chemische reactie, zoals batterijen doen. Als zodanig, het is een uitstekende kandidaat voor energieopslag voor de dunne, flexibele apparaten van de toekomst.

De technologie is gebaseerd op een nanomateriaal dat twee jaar geleden in Jung's lab is ontwikkeld. die ze een nanocup noemen. Een van de waargenomen voordelen van nanobuisjes, Jung legde uit, is het potentieel om ze te vullen met andere materialen, zoals elektrolyt in het geval van een supercondensator. De binnencapaciteit van nanobuisjes is te klein gebleken om dit te bereiken, "maar als je een kopje hebt, "Jung zei, wijzend naar zijn eigen koffiemok, "Je kunt er alles in doen wat je wilt."

De eerste stap bij het maken van een nanocup is het etsen van nanoscopische divots in een aluminiumfilm door middel van oxidatie. Door de spanning en tijd van dit proces aan te passen, onderzoekers kunnen de maat van de kopjes aanpassen. De tweede stap is het aanbrengen van koolstofatomen op de aluminium mal met behulp van standaard koolstof nanobuistechnologie.

Hyunyoung Jung, de eerste auteur op het papier en een postdoctoraal onderzoeker in het laboratorium van professor Jung, heeft een achtergrond in polymeerchemie. Hij benadrukte dat de nieuwigheid van de nieuwe supercondensator voortkomt uit het grote oppervlak en het open getextureerde oppervlak van de nanocups. Door deze morfologie kunnen ze beter in contact komen met de elektrolyt, die de vorming van een elektrisch veld en dus de energieopslagfunctionaliteit aandrijft.

De supercondensator, die nog niet is geoptimaliseerd, is in staat om energie op te slaan en stroom te leveren op een niveau dat vergelijkbaar is met andere apparaten. Het verschil, echter, is het vermogen om te worden opgenomen in dunne-filmapparaten. "Als we transparantie en mechanische flexibiliteit opgeven, "Jung zei, "we kunnen gemakkelijk naar dat niveau van in de handel verkrijgbare apparaten gaan. Maar mijn doel is niet om deze twee kwaliteiten te verliezen en tegelijkertijd krachtige energie-apparaten te ontwikkelen."

Het onderzoeksteam heeft al een flexibel en transparant prototype gebruikt om een ​​lamp van stroom te voorzien. De groep is van plan om voortdurende verbeteringen aan te brengen in de opwekking van energie en energieopslag.