No importa lo intimidante que sea su nombre, los supercondensadores son parte de nuestra vida diaria. Tomemos los autobuses, por ejemplo:los supercondensadores se cargan durante el frenado, y suministrar electricidad para abrir las puertas cuando el vehículo se detiene. Sin embargo, la organización molecular y el funcionamiento de estos dispositivos de almacenamiento de electricidad no se habían observado previamente. Por primera vez, Investigadores del CNRS y la Université d'Orléans han explorado los reordenamientos moleculares en juego en supercondensadores disponibles comercialmente mientras están en funcionamiento. La técnica ideada por los científicos proporciona una nueva herramienta para optimizar y mejorar los supercondensadores del mañana. Los resultados se publican en línea en Materiales de la naturaleza 'sitio web el 17 de febrero de 2013.

Los supercondensadores son dispositivos de almacenamiento de electricidad que son bastante diferentes a las baterías. A diferencia de las baterías, los supercondensadores se cargan mucho más rápido (generalmente en segundos), y no sufren un desgaste rápido debido a la carga / descarga. Por otra parte, de tamaño equivalente y aunque ofrecen mayor potencia, no pueden almacenar tanta energía eléctrica como las baterías (los supercondensadores de carbono suministran una densidad de energía de alrededor de 5 Wh / kg en comparación con alrededor de 100 Wh / kg para las baterías de iones de litio). Los supercondensadores se utilizan en la recuperación de la energía de frenado en numerosos vehículos (automóviles, autobuses trenes etc.) y abrir las salidas de emergencia del Airbus A380.

Un supercondensador almacena electricidad a través de la interacción entre electrodos e iones de carbono nanoporoso, que llevan cargas positivas y negativas, y moverse en un líquido conocido como electrolito. Al cargar, los aniones (iones cargados negativamente) son reemplazados por cationes (iones cargados positivamente) en el electrodo negativo y viceversa. Cuanto mayor sea este intercambio y mayor sea la superficie de carbono disponible, cuanto mayor sea la capacidad del supercondensador.

Usando espectroscopia de resonancia magnética nuclear (RMN), Los investigadores profundizaron en este fenómeno y pudieron, por primera vez, cuantificar la proporción en la que tienen lugar los intercambios de carga en dos supercondensadores que utilizan carbones disponibles comercialmente. Comparando dos materiales de carbono nanoporoso, los investigadores pudieron demostrar que el supercondensador que contenía el carbono con la estructura más desordenada tenía una mayor capacitancia y una mejor tolerancia al alto voltaje. Esto podría deberse a una mejor distribución de la carga electrónica al entrar en contacto con las moléculas de electrolito.