Polacy opracowali nowatorskie folie przewodzące prąd elektryczny

Portal NaukawPolsce poinformował, iż na Wydziale Technologii Chemicznej Politechniki Poznańskiej w zespole prof. Ewy Andrzejewskiej i dr inż. Izabeli Stępniak prowadzone są prace nad stałymi elektrolitami polimerowymi, które nie wyciekają z urządzeń, mają postać elastycznych i wytrzymałych folii oraz można je otrzymać w krótkim czasie, w dowolnym kształcie i wymiarach. Cechują się one wysokim przewodnictwem jonowym w temperaturze pokojowej (ok. 1 - 50 mS/cm) i szerokim zakresem napięcia rozkładowego. Takie folie można zastosować jako elektrolit w różnego typu urządzeniach prądowych, np. kondensatorach, bateriach, ogniwach słonecznych i innych, o płaskiej geometrii i małej masie. Jak informuje na łamach NaukawPolsce jedna z twórców wynalazku, stałe elektrolity polimerowe uważane są za obiecujące i w przyszłości możliwe do zastosowania w wielu urządzeniach ze względu na swoje unikalne właściwości - wysokie przewodnictwo jonowe, dobry kontakt na granicy faz elektroda/elektrolit oraz elastyczność. Tego typu elektrolity są obecnie używane jako membrany w chemicznych źródłach prądu (baterie, ogniwa litowe czy fotogalwaniczne, kondensatory elektrochemiczne itp.). Zastosowanie elektrolitu polimerowego pozwala na zaprojektowanie odpowiednich kształtów i wymiarów ogniw do telefonów komórkowych, laptopów, kamer lub sprzętu o bardzo małych rozmiarach, a przy tym można być pewnym, że elektrolit nie wycieknie. ‘Stałe elektrolity polimerowe to układy składające się z matrycy polimerowej i rozpuszczonego lub zawieszonego w niej elektrolitu (czynnika przewodzącego prąd; najczęściej są to sole metali)’ tłumaczy prof. Andrzejewska. Naukowcy z Wydziału Technologii Inżynierii Chemicznej Politechniki Poznańskiej w pracy nad stałymi elektrolitami korzystają z jeszcze jednego nowego technologicznie rozwiązania - cieczy jonowych, które stosują jako elektrolity. Z punktu widzenia elektrochemika, ciecze te, zbudowane z wolnych jonów, mają wiele interesujących właściwości: niskie temperatury topnienia, szeroki zakres napięcia rozkładowego, stosunkowo wysokie przewodnictwo jonowe. Poznańskie stałe elektrolity na bazie cieczy jonowych mają jeszcze jedną wyjątkową cechę: można je otrzymać w ciągu zaledwie kilku minut, natomiast jak podkreśla prof. Andrzejewska, klasyczne metody wymagają od kilkunastu do kilkudziesięciu godzin. Tajemnicą tak szybkiego ich otrzymywania jest metoda polimeryzacji przebiegającej pod wpływem naświetlania promieniowaniem z zakresu UV lub widzialnego, czyli fotopolimeryzacja. ‘Stosowana przez nas metoda fotopolimeryzacji skraca czas wytwarzania folii do rzędu kilku minut, a nawet sekund. Tego rodzaju folie przewodzące możemy wytworzyć praktycznie na każdym podłożu i o różnych kształtach i wymiarach’ mówi prof. Andrzejewska. Stałe elektrolity polimerowe wykorzystywane w istniejących na rynku źródłach prądu mają niskie przewodnictwo jonowe. Folie z Politechniki w Poznaniu przewodzą w zakresie ok. 1 - 50 mS/cm. Folie przewodzące, uzyskane w Zakładzie Polimerów mają przeważnie grubość 0,019 - 0,035 cm, ale - jak mówi profesor - grubość tych folii może wynosić od kilku mikrometrów do kilku milimetrów, a ich powierzchnia może być zarówno bardzo mała, jak i bardzo duża. Zastosowanie takich folii w tzw. superkondensatorze (kondensatorze elektrochemicznym o krótkim czasie ładowania i rozładowania, gdzie ładunek gromadzony jest na granicy faz elektroda/elektrolit dzięki tworzeniu się podwójnej warstwy elektrycznej) sprawia, że urządzenie to może również przybierać różne kształty i wymiary, elektrolit nie wycieknie, a cały układ będzie stabilny. Źródło: PAP - Nauka w Polsce, Małgorzata Nowak