Non importa quanto sia intimidatorio il loro nome, i supercondensatori fanno parte della nostra vita quotidiana. Prendiamo ad esempio gli autobus:i supercondensatori vengono caricati durante la frenata, e fornire elettricità per aprire le porte quando il veicolo si ferma. Tuttavia, l'organizzazione molecolare e il funzionamento di questi dispositivi di accumulo dell'elettricità non erano stati osservati in precedenza. Per la prima volta, ricercatori del CNRS e dell'Université d'Orléans hanno esplorato i riarrangiamenti molecolari in gioco nei supercondensatori disponibili in commercio durante il funzionamento. La tecnica ideata dagli scienziati fornisce un nuovo strumento per ottimizzare e migliorare i supercondensatori di domani. I risultati sono pubblicati on-line su Materiali della natura ' sito web il 17 febbraio 2013.

I supercondensatori sono dispositivi di accumulo di elettricità molto diversi dalle batterie. A differenza delle batterie, i supercondensatori si caricano molto più velocemente (di solito in secondi), e non subiscono una rapida usura dovuta a carica/scarica. D'altra parte, di dimensioni equivalenti e sebbene offrano una potenza maggiore, non possono immagazzinare tanta energia elettrica quanto le batterie (i supercondensatori a base di carbonio forniscono una densità di energia di circa 5 Wh/kg rispetto ai circa 100 Wh/kg delle batterie agli ioni di litio). I supercondensatori sono utilizzati nel recupero dell'energia di frenata in numerosi veicoli (automobili, autobus, treni, ecc.) e per aprire le uscite di emergenza dell'Airbus A380.

Un supercondensatore immagazzina elettricità attraverso l'interazione tra elettrodi di carbonio nanoporosi e ioni, che portano cariche positive e negative, e si muovono in un liquido noto come elettrolita. Durante la ricarica, gli anioni (ioni con carica negativa) sono sostituiti da cationi (ioni con carica positiva) nell'elettrodo negativo e viceversa. Maggiore è questo scambio e maggiore è la superficie di carbonio disponibile, maggiore è la capacità del supercondensatore.

Utilizzando la spettroscopia di risonanza magnetica nucleare (NMR), i ricercatori hanno approfondito questo fenomeno e sono stati in grado, per la prima volta, quantificare la proporzione in cui avvengono gli scambi di carica in due supercondensatori utilizzando carboni disponibili in commercio. Confrontando due materiali di carbonio nanoporoso, i ricercatori sono stati in grado di dimostrare che il supercondensatore contenente il carbonio con la struttura più disordinata aveva una capacità maggiore e una migliore tolleranza all'alta tensione. Ciò potrebbe essere dovuto a una migliore distribuzione della carica elettronica al contatto con le molecole di elettrolita.