Um diagrama que ilustra a técnica de moldagem de condutores
Eletrodos de imersão aumenta a capacitância
Uma nova e simples "imersão" técnica que pode melhorar significativamente o desempenho de supercapacitores foi desenvolvido por pesquisadores da Universidade de Stanford em os EUA. O método, chamado de "embrulho condutora", poderia ser aplicado a uma gama de materiais de eletrodo. Pode até ser usado para melhorar a próxima geração de eletrodos feitos de fosfato de lítio de enxofre, manganês e silício para uso em baterias de lítio.
Supercapacitores - mais precisamente conhecido como capacitores elétricos de dupla camada ou eletroquímica - pode armazenar carga muito mais que um capacitor convencional. Isso graças a uma dupla camada que se forma na interface eletrólito-eletrodo de tais dispositivos, quando uma voltagem é aplicada.
A técnica de moldagem de condutores pode aumentar ainda mais a capacitância de um supercapacitor, aumentando a condutividade dos eletrodos - o que aumenta a capacidade do dispositivo para armazenar carga. Desenvolvido por Zhenan Bao, Cui Yi e seus colegas, o processo envolve mergulhando um eletrodo composto feito de óxido de grafeno e manganês em uma solução contendo nanotubos de carbono ou (CNT) ou um polímero condutor. Os nanotubos de carbono ou polímero revestimento do eletrodo e aumentar a sua capacidade de armazenar carga por mais de 20% para o revestimento CNT e 45% para o polímero.

Maior capacidade específica

A capacidade específica obtidos pelos pesquisadores (cerca de 380 F / g) é comparável a outros manganês óxido-baseado eletrodos, que normalmente têm capacitâncias específicos de entre 250-400 F / g.No entanto, os eletrodos híbrido também mostram "a capacidade da taxa" bom - o que significa que eles mantêm a sua alta capacitância em altas taxas de carregamento e descarregamento. Isto está em contraste com os convencionais de óxido de metal com base em eletrodos, que normalmente têm capacidade de taxa de pobres, porque eles têm condutividade iônica e eletrônica baixo.
Como resultado, os novos eletrodos também podem ser usados ​​por mais de 3000 ciclos de carga-descarga, mantendo mais de 95% da sua capacitância. Quando combinado com o fato de que os eletrodos têm uma capacidade muito maior do que específica comercial existente supercapacitores baseados em carbono (150-250 F / g), a técnica de moldagem de condutores parece promissor.

Em larga escala de armazenamento de energia aplicações

"O sistema híbrido eletrodo que desenvolvemos mostra a promessa para grandes aplicações de armazenamento de energia", diz o membro da equipa Guihua Yu. "Do ponto de vista de seleção de materiais, tanto de grafeno e MnO 2 são materiais de eletrodo atraente dado que ambos carbono e manganês são baratos e abundantes. Do ponto de vista do processamento, o nosso método de revestimento é a solução baseada e fácil de escalar. "
Os pesquisadores agora estão ocupados trabalhando na melhoria do desempenho dos eletrodos em baterias de lítio usando o método."Nossa nova abordagem poderia ser aplicada a uma ampla gama de materiais de armazenamento de energia eletrodo que têm alta densidade de energia, mas que o desempenho mostram limitado devido à sua natureza de isolamento", diz Yu.
Os resultados são relatados na revista Nano Letters .