Un peso ligero Un supercondensador compacto y eficiente impreso en una hoja de plástico flexible ha sido desarrollado por investigadores del Instituto Indio de Ciencias (IISc).

Los supercondensadores son dispositivos que algún día podrían reemplazar las baterías utilizadas en los automóviles eléctricos, teléfonos móviles o portátiles, porque cobran muy rápido, y trabajar con una eficiencia de casi el 100 por ciento. Pero generalmente son voluminosos y solo pueden almacenar cantidades limitadas de energía. Reducir su tamaño sin perder eficiencia ha demostrado ser un desafío. Fabricarlos utilizando métodos existentes también es costoso y complicado.

En el estudio actual, el equipo de IISc creó un supercondensador compacto utilizando una técnica de recubrimiento por pulverización simple para depositar capas alternas de nanocompuestos híbridos en una hoja de plástico flexible. El patrón capa por capa aumentó el área de la superficie y aumentó el movimiento de las cargas, haciendo que el dispositivo sea más eficiente que los supercondensadores existentes.

"De hecho, podemos imprimir estos supercondensadores en cualquier lugar, sobre cualquier sustrato; por lo tanto, se pueden montar fácilmente en cualquier superficie como un simple spray en las paredes, "dice el autor principal Abha Misra, profesor asociado del Departamento de Instrumentación y Física Aplicada, IISc.

El estudio fue publicado en Materiales e interfaces aplicados de ACS .

Los supercondensadores son útiles para liberar grandes ráfagas de energía rápidamente, en una linterna de cámara, por ejemplo, o en frenos dinámicos en automóviles, Trenes y ascensores. No solo se cargan rápidamente, pero también duran más y son menos tóxicos que las baterías.

A diferencia de una batería que usa reacciones químicas, un supercondensador utiliza electricidad estática para almacenar carga. Tiene dos electrodos sumergidos en un electrolito y separados por un aislante fino. Cuando los electrodos están cargados, se crea un campo eléctrico entre ellos, lo que permite almacenar energía. Cuanto mayor sea la superficie de los electrodos, mayor es la carga que se puede almacenar.

Los supercondensadores usados ​​actualmente no pueden competir con las baterías en el almacenamiento de energía; un supercondensador con la misma capacidad de almacenamiento que una batería normal pesaría hasta 40 veces más. Para hacerlos ligeros y eficientes, Los investigadores han intentado utilizar materiales como nanotubos de carbono o óxido de grafeno reducido para preparar los electrodos. Utilizando la litografía tradicional para fabricarlos, sin embargo, crea estructuras a granel con menos área de superficie para que las cargas se muevan. El proceso también es caro y requiere mucho tiempo.

En lugar de, El equipo de Misra utilizó una técnica de rociado simple para depositar capas alternas de MnO ₂ nanotubos de carbono recubiertos (CNT) y óxido de grafeno reducido (rGO). Estas capas se apilaron sobre una máscara de acero inoxidable montada sobre una hoja de plástico PET estándar. Este tipo de patrón no solo aumentó el área de superficie, pero también colocó los materiales estratégicamente para que las cargas se muevan de manera eficiente.

El supercondensador híbrido en capas mostró una capacitancia mucho mayor (una medida de la cantidad de energía que se podía almacenar) en comparación con las estructuras que solo tenían CNT, solo rGO, o una mezcla aleatoria de los dos materiales. Para el mismo tamaño, también mostró una mayor capacidad de almacenamiento que los supercondensadores existentes reportados hasta la fecha. Doblar la hoja impresa con supercondensador tampoco afectó su rendimiento, haciéndolo útil para aplicaciones flexibles de almacenamiento de energía.