24 juni 2021

Forskare vid bland annat Linköpings universitet har utvecklat ett elektroniskt papper som kan produceras på industriell skala. Pappret ska på sikt kunna användas som exempelvis tunna batterier och superkondensatorer som kan laddas upp på bara några sekunder.

Jesper Edberg, forskningsledare, RISE, Isak Engquist,  bitr prof, LiU, Patrik Isacsson, industridoktorand.
Jesper Edberg, forskningsledare vid Rise, Isak Engquist, biträdande professor och Patrik Isacsson, industridoktorand vid Linköpings universitet, med en rulle elektroniskt papper. Thor Balkhed

En ökad användning av förnybar energi från av sol- och vindkraft är en nödvändighet för att klara klimatmålen. Men möjligheten att lagra energin på ett miljömässigt och effektivt sätt är en utmaning som saktar in den hållbara omställningen.

Nu har forskare vid Linköpings universitetet tillsammans med Rise och KTH utvecklat ett elektroniskt papper som går att tillverka på industriell skala. I pilotprojektet har man lyckats tillverka 10 meter långa och 20 centimeter breda pappersrullar vilket innebär att fullskalig produktion skulle vara fullt möjligt. Elektroniskt papper.Elektroniskt papper som är gjort av en blandning mellan cellulosa, ledande polymerer och träkol från kokosnötter och tillverkat i en vanlig pappersmaskin. Foto Thor BalkhedPappret har hög ledningsförmåga och på sikt kan det användas för energilagring och elektronikkomponenter.

– Vi har strävat efter att vidareutveckla tryckt elektronik, det vill säga elektronik på papper, till nästa utvecklingssteg som är elektronik inuti papper. Det här pilotprojektet visar att det verkligen är möjligt, på en skala som är bortom långsamma och små experiment i forskningslabbet, säger Isak Engquist, biträdande professor och forskningsledare vid Laboratoriet för organisk elektronik, LOE, vid Linköpings universitet.

Hållbart

Pappret är gjort av en blandning mellan cellulosa, ledande polymerer och träkol från kokosnötter vilket gör att materialet blir både flexibelt, hållfast och ledande. Dessutom blir produktionen billig och miljömässigt hållbar vilket är en fördel jämfört med traditionella elektroniska komponenter som ofta innehåller sällsynta metaller och giftiga ämnen. Enligt Magnus Berggren, professor på LOE finns det många tänkbara tillämpningar.

– De första produkterna på marknaden blir nog olika former av mindre energilagningssystem för framtidens elektronik, sedan är tanken att teknologins ska skalas upp ytterligare för storskalig energilagring och bränsleceller, säger Magnus Berggren.

Från labb till industri

Den första prototypen av elektroniskt papper utvecklades 2015 på LOE och bestod då av ett ark på 15 centimeter i diameter. Ett cirkulärt ark med elektroniskt papper.Den första prototypen av elektroniskt papper som togs fram 2015 på LOE. Foto Thor BalkhedUtmaningen då var att kunna skapa det elektroniska pappret på industriell skala, någon man nu alltså lyckats med.

– Det är viktigt att industrin har deltagit i våra forskningsprojekt redan i ett tidigt stadium, så att vi forskare inte utvecklar teknologi som i slutändan är omöjlig att producera, säger Magnus Berggren.

Bakom upptäckten står projekten 0D+1D+2D=3D som leds från Linköpings universitetet samt Digital Cellulose Center, DCC som leds från Rise. Isak Engquist menar att det finns spännande möjligheter att fortsätta utveckla pappret för att uppnå ännu bättre elektroniska egenskaper.

– Det ska bli roligt att se vilka nya tillämpningar som våra kreativa forskare kan tänka ut när de får lägga händerna på det här materialet. Eftersom pappret är funktionellt genom hela sin tjocklek klarar det av att leda mycket mer ström och lagra mycket mer energi jämfört med tunna tryckta skikt ovanpå ett konventionellt papper, säger Isak Engquist.

Kontakt

Relaterad nyhet

Forskning

Senaste nytt från LiU

CO2 skrivet på blå himmel med bokstäver av moln.

Riskfylld väg mot klimatmål för Stockholm

Stockholms mål är att år 2030 fånga in mer koldioxid än vad som släpps ut. Därför satsar staden på ny teknik vid kraftvärmeverket Värtaverket. Men det är en strategi som antagits utan tillräcklig diskussion om riskerna, konstaterar forskare vid LiU.

Världens första ISO-standarder för cirkulär ekonomi klara

Flera forskare från LiU har deltagit i arbetet med att ta fram världens första ISO-standarder för en cirkulär ekonomi. Målet är ett mer hållbart samhälle.

Orkester står utomhus med instrumenten i luften

Akademisk högtid med rymdfärd och Harry Potter

Årets akademiska högtid vid Linköpings universitet äger rum den 31 maj–1 juni. Den bjuder på hedersdoktorsföreläsningar med bland andra astronauten Marcus Wandt, en festkonsert med barnens värld som tema och en högtidlig ceremoni.