Recentemente, un gruppo di ricerca guidato dal Prof. Wang Zhenyang dell'Institute of Solid State Physics degli Hefei Institutes of Physical Science (HFIPS) ha riportato un nuovo metodo per preparare supercondensatori ad alte prestazioni con una densità di accumulo di energia ultraelevata.

La costruzione di strutture di grafene 3D con percorsi di trasporto di ioni ultra spessi e ricchi è di grande importanza per l'applicazione pratica dei supercondensatori di grafene. Però, in elettrodi più spessi, la capacità complessiva di immagazzinamento dell'energia è limitata dall'insufficiente apporto di ioni alla superficie del materiale dell'elettrodo e dalle scarse proprietà di trasporto degli elettroni.

In questo lavoro, strutture in grafene 3D ultra spesse indotte da laser, con spessori fino a 320 μm, sono stati coltivati ​​direttamente sulla poliimmide sintetizzata ottimizzando la sensibilità termica della poliimmide per aumentare la profondità di penetrazione del laser. Così, sono stati ottenuti pori gerarchici a causa della rapida liberazione di prodotti gassosi durante la radiazione laser, che ha facilitato il trasporto veloce di ioni.

Questa nuova struttura ha ben bilanciato la contraddizione tra lo spessore dell'elettrodo e il trasporto rapido di ioni. Il polipirrolo pseudocapacitivo è stato ulteriormente introdotto nelle strutture di grafene per preparare elettrodi compositi, che mostrano capacità specifiche fino a 2412,2 mF cm ^-2 a 0,5 mA cm ^-2 .

Di conseguenza, sono stati costruiti micro-supercondensatori flessibili allo stato solido con un'elevata densità di energia di 134,4 μWh cm ^-2 con una densità di potenza di 325 μW cm ^-2 .

Questi risultati mostrano che questi elettrodi di grafene ultra-spessi hanno un grande potenziale nell'applicazione di supercondensatori che promettono un'elevata densità di accumulo di energia.