Un team internazionale di ricercatori sui materiali, tra cui il Dr. Yury Gogotsi della Drexel University, ha dato al mondo dell'ingegneria uno sguardo migliore sulle funzioni interne degli elettrodi dei supercondensatori:il basso costo, dispositivi di accumulo di energia leggeri utilizzati in molti dispositivi elettronici, trasporto e molte altre applicazioni. In un pezzo pubblicato nell'edizione del 4 marzo di Materiali della natura, Gogotsi, e i suoi collaboratori delle università di Francia e Inghilterra, fare un altro passo verso la ricerca di una soluzione alla domanda mondiale di fonti energetiche sostenibili.
Gogotsi, professore al Drexel's College of Engineering e direttore dell'A.J. Istituto di nanotecnologie Drexel, in coppia con Mathieu Salanne, Céline Merlet e Benjamin Rotenberg dell'Université Paris 06, Paul A. Madden dell'Università di Oxford e Patrice Simon e Pierre-Louis Taberna dell'Université Paul Sabatier. Quello che il gruppo ha prodotto è il primo quadro quantitativo della struttura del liquido ionico assorbito all'interno di elettrodi di carbonio microporosi disordinati nei supercondensatori. I supercondensatori hanno la capacità di immagazzinare e fornire più energia delle batterie; Inoltre, possono durare fino a un milione di cicli di carica-scarica. Queste caratteristiche sono significative a causa della natura intermittente della produzione di energia rinnovabile.
Secondo i ricercatori, le eccellenti prestazioni dei supercondensatori sono dovute all'adsorbimento di ioni in elettrodi di carbonio porosi. Il meccanismo molecolare del comportamento degli ioni nei pori più piccoli di un nanometro, un miliardesimo di metro, rimane poco compreso. Il meccanismo proposto in questa ricerca apre le porte alla progettazione di materiali con migliori capacità di accumulo di energia.
Gli autori suggeriscono che per costruire materiali più performanti, i ricercatori dovrebbero sapere se l'aumento dell'accumulo di energia è dovuto solo a un'ampia superficie o se anche la dimensione e la geometria dei pori giocano un ruolo. I risultati di questo studio forniscono una guida per lo sviluppo di migliori dispositivi di accumulo di energia elettrica che alla fine consentiranno un ampio utilizzo delle fonti di energia rinnovabile.
"Questa svolta nella comprensione dei meccanismi di stoccaggio dell'energia è diventata possibile grazie alla collaborazione tra gruppi di ricerca di quattro università in tre paesi, " Gogotsi ha detto. "Inoltre, il team ha utilizzato modelli di struttura in carbonio sviluppati dai nostri colleghi Dr. Jeremy Palmer e Dr. Keith Gubbins della North Carolina State University. Questa è una chiara dimostrazione dell'importanza della collaborazione tra scienziati che lavorano in diverse discipline e anche in diversi paesi".
