Go to content
SV På svenska

0D+1D+2D=3D

Reference number
GMT14-0058
Project leader
Berggren, Magnus
Start and end dates
160101-201231
Amount granted
34 640 000 SEK
Administrative organization
Linköping University
Research area
Materialvetenskap och materialteknologier

Summary

Industry and society urge for a green giant-scale technology that efficiently converts, stores and ennobles electrical energy. For instance, this relates to renewable energy conversion and transportation to efficiently balance natural availability and fluctuations vs. market needs of electrical power. Also, a green fuel cell and energy scavenging technology that efficiently converts chemical and thermal energy into electricity is desired too. Cellulose (C) and cellulose nanofibrils (CNFs) provides excellent scaffold, morphological and mechanical properties for electroactive nano-/micro-scale particles (e.g. ZnO), nanofibers (e.g. carbon nanotubes) and conducting coatings (e.g. PEDOT:PSS). Our twinned team, including scientists from LiU, KTH, Acreo and Innventia, has together derived a high-performing green technology of electrical and electronic papers based on C and CNF that perform extraordinary well, at long-term stability, in devices and systems to convert, store and ennoble electrical power at large to giant scales. In this proposed program, we suggest development of new “paper machines” to produce “power papers” at desired volumes for suggested applications. Our production approach for power papers opens up a whole new pathway for Swedish forest and paper industry by modifying existing production capacity and to develop new machinery for a future green “power papers” technology platform.

Popular science description

Vårt samhälle och industri är i stort behov av en miljövänlig och storskalig kraftteknologi som omvandlar, lagrar och konverterar elektrisk energi. Sådan teknologi är speciellt eftersökt inom förnybar energiproduktion och inom transporter där kravet är stort att balansera tillgänglig kapacitet mot behoven på en fluktuerande och tämligen instabil marknad. Grön storskalig kraftelektronik som möjliggör effektiv omvandling av kemisk och termisk energi till elektricitet är också eftersökt. Cellulosa (C) och nanofibercellulosa (CNF) är material som kan produceras likt vanligt papper i kontinuerliga maskiner i mycket stora volymer. Dessa C- och CNF-material erbjuder en optimal struktur, morfologi och mekaniska egenskaper för att inkludera också olika elektroniska material, såsom nano-partiklar (0D), nano-fibrer (1D) och ledande plastytor (2D). Vårt team, bestående av forskare på Linköpings Universitet, KTH, Acreo Swedish-ICT och Innventia, har tillsammans utvecklat en grön elektrisk kraftteknologi, baserad på elektroaktiva material och C och CNF, med mycket god och stabil elektrisk prestanda. Vår ”kraftpapper”-teknologi har utnyttjats i en rad olika storskaliga komponenter för att omvandla, lagra och förädla elektrisk energi. Här presenteras ett forskningsprojekt som skall bana väg för utveckling av framtidens pappersmaskiner för en grön elektrisk ”kraftpappers”-teknologi inom föreslagna applikationer. Vårt projektförslag för elektriska ”kraftpapper” öppnar upp en helt ny väg för svensk skogs- och pappersindustri, dels genom att modifiera existerande maskiner men också för utveckling av helt ny produktionsteknologi för storskalig produktion och helt ny förädling av skogsråvara. Grunden i vårt projekt är att framtidens elektriska kraft-komponenter skall bestå av förnybara material, är effektiva komponenter i förnybar energiproduktion och att produktionen i sig är miljövänlig.