L'aumento della popolarità dei veicoli elettrici e degli aerei presenta la possibilità di allontanarsi dai combustibili fossili verso un futuro più sostenibile. Sebbene significativi progressi tecnologici abbiano notevolmente aumentato l'efficienza di questi veicoli, ci sono ancora diversi problemi che ostacolano un'adozione diffusa.

Una delle più significative di queste sfide ha a che fare con la massa, poiché anche le batterie e i supercondensatori dei veicoli elettrici più attuali sono incredibilmente pesanti. Un team di ricerca del College of Engineering della Texas A&M University sta affrontando il problema di massa da un'angolazione unica.

La maggior parte della ricerca volta ad abbassare la massa dei veicoli elettrici si è concentrata sull'aumento della densità energetica, riducendo così il peso della batteria o del supercondensatore stesso. Però, un team guidato dalla dott.ssa Jodie Lutkenhaus, professore presso il Dipartimento di Ingegneria Chimica Artie McFerrin, ritiene che i veicoli elettrici e gli aerei più leggeri possano essere ottenuti immagazzinando energia all'interno dei pannelli strutturali della carrozzeria. Questo approccio presenta una propria serie di sfide tecniche, in quanto richiede lo sviluppo di batterie e supercondensatori con lo stesso tipo di proprietà meccaniche dei pannelli strutturali del corpo. Nello specifico, le batterie e gli elettrodi dei supercondensatori sono spesso formati con materiali fragili e non sono meccanicamente resistenti.

In un articolo pubblicato su Questione , il team di ricerca ha descritto il processo di creazione di nuovi elettrodi supercondensatori che hanno drasticamente migliorato le proprietà meccaniche. In questo lavoro, il team di ricerca è stato in grado di creare elettrodi molto resistenti e rigidi basati su grafene funzionalizzato con dopamina e nanofibre di Kevlar. dopamina, che è anche un neurotrasmettitore, è una molecola altamente adesiva che imita le proteine ​​che consentono alle cozze di aderire praticamente a qualsiasi superficie. L'uso di dopamina e ioni calcio porta ad un significativo miglioramento delle prestazioni meccaniche.

Infatti, Nell'articolo, ricercatori segnalano elettrodi supercondensatori con il più alto, ad oggi, efficienza multifunzionale (una metrica che valuta un materiale multifunzionale in base alle prestazioni sia meccaniche che elettrochimiche) per gli elettrodi a base di grafene.

Questa ricerca porta a una famiglia completamente nuova di elettrodi strutturali, che apre le porte allo sviluppo di veicoli elettrici e aerei più leggeri.

Sebbene questo lavoro si sia concentrato principalmente sui supercondensatori, Lutkenhaus spera di tradurre la ricerca nella creazione di robusti, batterie rigide.