L'elettronica personale come telefoni cellulari e laptop potrebbe ottenere una spinta da alcuni dei materiali più leggeri al mondo.

I ricercatori di Lawrence Livermore si sono rivolti all'aerogel di grafene per un migliore accumulo di energia elettrica che alla fine potrebbe essere utilizzato per appianare le fluttuazioni di potenza nella rete energetica.

Il team ha scoperto che gli elettrodi supercondensatori a base di aerogel di grafene potrebbero essere particolarmente utili nel settore dei veicoli elettrici perché presentano un'area superficiale elevata, buona conducibilità elettrica, inerzia chimica e stabilità ciclica a lungo termine.

I sistemi di accumulo di energia per i veicoli elettrici hanno requisiti particolarmente esigenti perché devono combinare alta potenza e densità di energia, ciclabilità, sicurezza e basso costo. I supercondensatori (noti anche come ultracondensatori o condensatori elettrici a doppio strato) possono aiutare a soddisfare questi requisiti grazie alla loro elevata densità di potenza e all'eccellente stabilità dei cicli.

"I supercondensatori commerciali a base di carbonio sono utilizzati per recuperare l'energia di frenata in numerosi veicoli (automobili, autobus, treni, ecc.) e di aprire le uscite di emergenza dell'Airbus A380, "Patrick Campbell di LLNL ha affermato. "I nostri materiali possono potenzialmente migliorare le prestazioni di questi supercondensatori commerciali di oltre il 100%".

Rispetto ai tradizionali elettrodi a supercondensatore a base di carbonio fabbricati con nerofumo e materiali leganti, gli aerogel di grafene offrono molti vantaggi come il controllo della densità e della distribuzione delle dimensioni dei pori, e una maggiore conduttività dovuta ai legami di carbonio tra i fogli di carbone attivo e l'assenza di materiali leganti.

Gli aerogel derivati ​​dal carbonio e dai materiali inorganici sono stati sviluppati presso LLNL e hanno trovato numerose applicazioni, dalla cattura della polvere spaziale al rivestimento dell'interno dei bersagli della National Ignition Facility.

"Gli aerogel di grafene sono un tipo relativamente nuovo di aerogel che sono ideali per applicazioni di accumulo di energia a causa della loro area superficiale estremamente elevata, eccellenti proprietà meccaniche e conducibilità elettrica molto elevata, " Campbell ha detto. "Abbiamo esplorato vari modi per migliorare le loro proprietà di accumulo di energia come l'aumento della densità degli elettrodi attraverso la compressione meccanica. La strategia di modifica non covalente è semplicemente un'altra strada per aumentare la capacità di accumulo di energia elettrica".

Sebbene l'uso nell'elettronica personale o in altre applicazioni ad alta potenza in cui l'energia deve essere immagazzinata e rilasciata molto rapidamente deve ancora essere testato, le prospettive sono promettenti, disse Juergen Biener, Capo squadra di LLNL.

La ricerca apparirà come articolo di copertina nel numero del 14 novembre del Journal of Materials Chemistry A . Altri ricercatori di Livermore coinvolti nel progetto includono Brandon Wood, Marcus Worsley e Ted Baumann.