As notáveis qualidades dos supercapacitores – alta densidade de potência, alta velocidade de carregamento, vida útil longa e economia – prometem uma vida brilhante em uma ampla gama de sistemas técnicos, desde eletrônicos móveis e portáteis até veículos elétricos. A criação de um supercapacitor ecológico, flexível, com uso intensivo de energia e seguro é um problema que um grupo de cientistas com a participação de representantes da Rússia se comprometeu a resolver.
Skoltech
Em um estudo publicado no Journal of Energy Storage, cientistas da Skoltech, Universidade de Aalto e Instituto de Tecnologia de Massachusetts anunciaram a criação de um supercapacitor elástico de alto desempenho, econômico e ecológico.
O desenvolvimento é baseado em cloreto de sódio (NaCl), que está em todas as cozinhas, porque é sal comum de mesa. Um hidrogel na forma de uma solução de cloreto de sódio substituiu os líquidos iônicos comumente usados em supercapacitores. Estes últimos desempenham o papel de um eletrólito, frequentemente tóxico para o meio ambiente. Quanto ao eletrólito na forma de uma solução de cloreto de sódio, ele pode ser perigoso apenas em grandes quantidades e imediatamente.
«Para aumentar o consumo específico de energia dos supercapacitores, geralmente são usados líquidos iônicos, que não são apenas perigosos e prejudiciais ao meio ambiente, mas também significativamente inferiores em potência específica aos eletrólitos aquosos com maior condutividade ”, disse Tanya Kallio, professora da Universidade de Aalto.
Os coletores de corrente flexíveis (eletrodos) baseados em filmes de nanotubos de carbono de parede única (indicados pela abreviação (SWCNT) na ilustração acima) dão elasticidade ao novo supercapacitor.A camada interna do supercapacitor é feita de um material de estado sólido na forma de eletrodos de placa feitos de grafeno dopado com nitrogênio (NG). preenchido com hidrogel com cloreto de sódio O uso de um hidrogel possibilita um alto consumo específico de energia de um supercapacitor de design compacto, sem sacrificar a compatibilidade ambiental do eletrólito.
«Fizemos um protótipo no qual a produtividade permaneceu inalterada após milhares de ciclos de tração a 50% de deformação. O custo de fabricação de supercapacitores pode ser reduzido ainda mais usando a impressão 3D e outras modernas tecnologias de produção ”, afirmou Albert Nasibulin, professor da Skoltech.