Un equipo de investigación de KAIST ha desarrollado un nuevo dispositivo de almacenamiento de energía híbrido que se puede cargar en menos de medio minuto. Emplea electrolitos acuosos en lugar de disolventes orgánicos inflamables, por lo que es seguro y respetuoso con el medio ambiente. También facilita una carga de refuerzo con alta densidad de energía, lo que lo hace adecuado para dispositivos electrónicos portátiles.

El profesor Jeung Ku Kang y su equipo de la Escuela de Graduados en Energía, Medio ambiente, Agua, and Sustainability desarrolló este almacenamiento de energía híbrido con alta energía y densidades de potencia a lo largo de un ciclo de vida prolongado mediante el ensamblaje de ánodos de cadena de polímero similar a una fibra y cátodos de óxido metálico a sub-nanoescala en grafeno.

Los dispositivos de almacenamiento de energía basados ​​en electrolitos acuosos convencionales tienen una limitación para aumentar las cargas y una alta densidad de energía debido al bajo voltaje de activación y la escasez de materiales de ánodo. La capacidad del dispositivo de almacenamiento de energía está determinada por los dos electrodos, y el equilibrio entre cátodo y ánodo conduce a una alta estabilidad. En general, dos electrodos muestran diferencias en las propiedades eléctricas y difieren en los procesos del mecanismo de almacenamiento de iones, resultando en un almacenamiento deficiente y estabilidad por el desequilibrio.

El equipo de investigación ideó nuevas estructuras y materiales para facilitar la rápida velocidad en el intercambio de energía en las superficies de los electrodos y minimizar la pérdida de energía entre los dos electrodos.

El equipo fabricó ánodos con materiales de cadena de polímero a base de grafeno. La estructura similar a una red del grafeno conduce a una gran superficie, permitiendo así una mayor capacitancia.

Para materiales de cátodo, El equipo utilizó óxido metálico en estructuras sub-nanoescalares para elevar las reacciones redox átomo por ión. Este método logró una mayor densidad de energía y un intercambio de energía más rápido al tiempo que minimizaba la pérdida de energía.

El dispositivo desarrollado se puede cargar en 20 a 30 segundos utilizando un sistema de carga de baja potencia, como un cargador de conmutación USB o una celda fotovoltaica flexible. El dispositivo de energía híbrida acuosa desarrollado muestra una densidad de potencia 100 veces mayor en comparación con las baterías acuosas convencionales y se puede recargar rápidamente. Más lejos, el dispositivo mostró una alta estabilidad con su capacidad mantenida al 100% a una alta corriente de carga / descarga.

El profesor Kang dijo:"Esta tecnología ecológica se puede fabricar fácilmente y es muy aplicable. En particular, su alta capacidad y alta estabilidad, en comparación con las tecnologías existentes, podría contribuir a la comercialización de condensadores acuosos. El dispositivo se puede cargar rápidamente mediante un sistema de carga de baja potencia, y por lo tanto se puede aplicar a un dispositivo electrónico portátil ".