(PhysOrg.com) - Se ha anunciado en la revista un nuevo diseño de ultracondensador o condensador eléctrico de doble capa (DLC) Ciencias esta semana, y podría allanar el camino para dispositivos electrónicos portátiles más pequeños y livianos.

Los ultracondensadores son capaces de cargarse y descargarse en solo segundos y esto les da una ventaja sobre las baterías, que tardan mucho más, y los hace extremadamente útiles en aplicaciones como el frenado regenerativo. Sin embargo, para algunas aplicaciones, incluso unos segundos son demasiado largos, y aquí es donde entra en juego un nuevo ultracondensador a nanoescala. Investigadores en los EE. UU. han construido un ultracondensador a partir de aletas de grafeno a escala nanométrica, y este diseño les da un dispositivo que puede cargarse / descargarse en menos de 200 microsegundos.

Los ultracondensadores almacenan carga en campos eléctricos entre superficies conductoras, por lo que un área de superficie más grande de superficies conductoras permite que el dispositivo retenga más carga. Una mayor cantidad de carga almacenada permite que los ultracondensadores funcionen en dispositivos que necesitan más energía que la que pueden proporcionar los condensadores ordinarios. y pueden entregar la energía mucho más rápido que una batería.

Un equipo de investigadores dirigido por John Miller, presidente de JME, una empresa de condensadores electroquímicos con sede en Shaker Heights, Ohio ha podido aumentar la velocidad del ultracondensador rediseñando los electrodos para dar más área de superficie. El nuevo electrodo, desarrollado por Ron Outlaw, un miembro del equipo del College of William and Mary, en Williamsburg, Virginia, Consiste en láminas de grafeno que sobresalen verticalmente de una base de grafito. Las láminas de grafeno están hechas de carbono de un átomo de espesor, y cultivado mediante un proceso de deposición de vapor químico asistido por plasma. La base de grafito tiene un grosor de 10 nanómetros. Miller describió el diseño como algo parecido a "filas de papas fritas de 600 nanómetros de altura sobre el borde".

El diseño permite una carga y recarga mucho más rápidas que las láminas de grafeno apiladas utilizadas en los ultracondensadores anteriores o las superficies porosas de los ultracondensadores de carbón activado.

Según el equipo de Miller, el nuevo ultracondensador podría reemplazar los voluminosos condensadores en dispositivos portátiles para liberar más espacio y al mismo tiempo suavizar los picos y valles en las fuentes de alimentación. Ha sido probado en un circuito de filtrado en un rectificador de CA, una tarea en la que fallan otros ultracondensadores. (Los rectificadores de CA tienden a dejar una ondulación de voltaje que el capacitor suaviza). Otros ultracondensadores fallan porque sus electrodos porosos los hacen actuar como resistencias en circuitos de filtro. El nuevo ultracondensador funcionó bien en la prueba, lo que significa que podrían reemplazar los condensadores actuales, que son seis veces más grandes.

Ron Outlaw dijo que se continúa trabajando para aumentar la capacitancia e intentar hacer que las hojas de grafeno sean más altas y más paralelas con el objetivo de encontrar el equilibrio perfecto de almacenamiento de carga máxima con una restricción mínima del flujo de iones en el electrolito. A medida que se reducen el tamaño y el peso de los ultracondensadores, encontrarán más aplicaciones en áreas como aerolíneas, el militar, y NASA.

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