(PhysOrg.com) -- Sulla rivista è stato annunciato un nuovo ultracondensatore o condensatore elettrico a doppio strato (DLC) Scienza questa settimana, e potrebbe aprire la strada a dispositivi elettronici portatili più piccoli e leggeri.

Gli ultracondensatori sono in grado di caricarsi e scaricarsi in pochi secondi e questo dà loro un vantaggio rispetto alle batterie, che richiedono molto più tempo, e li rendono estremamente utili in applicazioni come la frenata rigenerativa. Però, per alcune applicazioni anche pochi secondi sono troppo lunghi, ed è qui che entra in gioco un nuovo ultracondensatore su scala nanometrica. I ricercatori negli Stati Uniti hanno costruito un ultracondensatore da alette di grafene su scala nanometrica, e questo design offre loro un dispositivo in grado di caricare/scaricare in meno di 200 microsecondi.

Gli ultracondensatori immagazzinano la carica in campi elettrici tra superfici conduttrici, quindi una maggiore superficie di superfici conduttrici consente al dispositivo di trattenere più carica. Una maggiore quantità di carica immagazzinata consente agli ultracondensatori di funzionare in dispositivi che richiedono più energia di quella che i normali condensatori possono fornire, e possono fornire l'energia molto più velocemente di una batteria.

Un team di ricercatori guidati da John Miller, presidente di JME, un'azienda di condensatori elettrochimici con sede a Shaker Heights, L'Ohio è stato in grado di aumentare la velocità dell'ultracondensatore ridisegnando gli elettrodi per dare più superficie. Il nuovo elettrodo, sviluppato da Ron Outlaw, un membro del team del College of William and Mary, a Williamsburg, Virginia, è costituito da fogli di grafene che sporgono verticalmente da una base di grafite. I fogli di grafene sono fatti di carbonio dello spessore di un atomo, e cresciuto mediante un processo di deposizione di vapore chimico assistito da plasma. La base in grafite ha uno spessore di 10 nanometri. Miller ha descritto il design come simile a "file di patatine alte 600 nanometri in piedi sul bordo".

Il design consente una ricarica e una ricarica molto più rapide rispetto ai fogli di grafene impilati utilizzati nei precedenti ultracondensatori o alle superfici porose degli ultracondensatori a carbone attivo.

Secondo il team di Miller, il nuovo ultracondensatore potrebbe sostituire i condensatori ingombranti nei dispositivi portatili per liberare più spazio e allo stesso tempo uniformare i picchi e le depressioni negli alimentatori. È stato testato in un circuito di filtraggio in un raddrizzatore AC, un compito in cui altri ultracondensatori falliscono. (I raddrizzatori CA tendono a lasciare un'ondulazione di tensione che il condensatore attenua.) Altri ultracondensatori si guastano perché i loro elettrodi porosi li fanno agire come resistori nei circuiti di filtraggio. Il nuovo ultracondensatore ha funzionato bene nel test, il che significa che potrebbero sostituire i condensatori di corrente, che sono sei volte più grandi.

Ron Outlaw ha affermato che il lavoro sta continuando per aumentare la capacità e tentare di rendere i fogli di grafene più alti e più paralleli con l'obiettivo di trovare il perfetto equilibrio tra la massima conservazione della carica con la minima restrizione del flusso di ioni nell'elettrolita. Poiché le dimensioni e il peso degli ultracondensatori sono ridotti, troveranno più applicazioni in settori come le compagnie aeree, il militare, e NASA.

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