Un team di ricercatori degli Stati Uniti e della Francia segnala lo sviluppo di un micro-supercondensatore con proprietà notevoli. Il documento sarà pubblicato sulla principale rivista scientifica Nanotecnologia della natura on line il 15 agosto
Questi micro-supercondensatori hanno il potenziale per alimentare l'elettronica nomade, reti di sensori senza fili, impianti biomedici, tag di identificazione a radiofrequenza attiva (RFID) e microsensori incorporati, tra gli altri dispositivi.
Supercondensatori, chiamati anche condensatori elettrici a doppio strato (EDLC) o ultracondensatori, colmare il divario tra le batterie, che offrono alte densità di energia ma sono lenti, e condensatori elettrolitici “tradizionali”, che sono veloci ma hanno densità di energia bassa.
I dispositivi di nuova concezione descritti in Nature Nanotechnology hanno potenze per volume paragonabili ai condensatori elettrolitici, capacità che sono quattro ordini di grandezza superiori, ed energie per volume che sono un ordine di grandezza superiori. È stato anche scoperto che sono tre ordini di grandezza più veloci dei supercondensatori convenzionali, che vengono utilizzati negli alimentatori di backup, generatori eolici e altri macchinari. Questi nuovi dispositivi sono stati soprannominati "micro-supercondensatori" perché sono spessi solo pochi micrometri (0.000001 metri).
Cosa rende questo possibile? “I supercondensatori immagazzinano energia in strati di ioni su elettrodi ad alta superficie, " ha detto il dottor Yury Gogotsi, Trustee Chair Professore di scienza e ingegneria dei materiali presso la Drexel University, e coautore del documento. “Maggiore è la superficie per volume del materiale dell'elettrodo, migliori sono le prestazioni del supercondensatore.”
Vadym Mochalin, professore assistente di ricerca di scienza e ingegneria dei materiali presso Drexel e coautore, disse, “Usiamo elettrodi fatti di carbonio simile alla cipolla, un materiale in cui ogni singola particella è costituita da sfere concentriche di atomi di carbonio, simili agli strati di una cipolla. Ogni particella ha un diametro di 6-7 nanometri”.
Questa è la prima volta che un materiale con particelle sferiche molto piccole è stato studiato per questo scopo. I materiali precedentemente studiati includono carbone attivo, nanotubi, e carbonio derivato dal carburo (CDC).
“La superficie dei carboni simili a cipolla è completamente accessibile agli ioni, mentre con alcuni altri materiali, la dimensione o la forma dei pori o delle particelle stesse rallenterebbe il processo di carica o scarica, ” ha detto Mochalin. "Per di più, abbiamo utilizzato un processo per assemblare i dispositivi che non richiedeva un materiale legante polimerico per tenere insieme gli elettrodi, che ha ulteriormente migliorato la conduttività dell'elettrodo e la velocità di carica/scarica. Perciò, i nostri supercondensatori possono fornire potenza in millisecondi, molto più veloce di qualsiasi batteria o supercondensatore utilizzato oggi”.
