Investigadores de la Universidad de California, Riverside ha desarrollado una nueva arquitectura de espuma de grafeno de nanocarbono anclado con óxido de rutenio a escala nanométrica que mejora el rendimiento de los supercondensadores. un desarrollo que podría significar una aceleración más rápida en los vehículos eléctricos y una mayor duración de la batería en los dispositivos electrónicos portátiles.

Los investigadores encontraron que los supercondensadores, un dispositivo de almacenamiento de energía como baterías y pilas de combustible, basado en un electrodo de espuma de grafeno nanocarbono modificado con óxido de metal de transición podría funcionar de forma segura en un electrolito acuoso y entregar dos veces más energía y potencia en comparación con los supercondensadores disponibles comercialmente en la actualidad.

El electrodo de espuma se cicló con éxito durante 8, 000 veces sin desvanecimiento en el rendimiento. Los hallazgos se describen en un artículo publicado recientemente, "Nanopartículas de óxido de rutenio hidratado ancladas a espuma híbrida de grafeno y nanotubos de carbono para supercondensadores, "en la revista Nature Informes científicos .

El documento fue escrito por el estudiante graduado Wei Wang; Cengiz S. Ozkan, profesor de ingeniería mecánica en el Bourns College of Engineering de UC Riverside; Mihrimah Ozkan, profesor de ingeniería eléctrica; Francisco Zaera, profesor de química; Ilkeun Lee, investigador en el laboratorio de Zaera; y otros estudiantes graduados Shirui Guo, Favores de Kazi Ahmed y Zachary.

Los supercondensadores (también conocidos como ultracondensadores) han atraído una atención sustancial en los últimos años debido a su tasa de carga y descarga ultra alta, excelente estabilidad, ciclo de vida largo y densidad de potencia muy alta.

Estas características son deseables para muchas aplicaciones, incluidos los vehículos eléctricos y la electrónica portátil. Sin embargo, Los supercondensadores solo pueden servir como fuentes de energía independientes en sistemas que requieren suministro de energía durante menos de 10 segundos debido a su energía específica relativamente baja.

Un equipo dirigido por Cengiz S. Ozkan y Mihri Ozkan en UC Riverside está trabajando para desarrollar y comercializar materiales nanoestructurados para supercondensadores de alta densidad de energía.

Alta capacitancia, o la capacidad de almacenar una carga eléctrica, es fundamental para lograr una mayor densidad energética. Mientras tanto, Para lograr una densidad de potencia más alta, es fundamental tener una gran área de superficie accesible electroquímicamente, alta conductividad eléctrica, Vías cortas de difusión de iones y excelente integridad interfacial. Los materiales activos nanoestructurados proporcionan un medio para estos fines.

"Además de la alta densidad de energía y potencia, el sistema de electrodos de espuma de grafeno diseñado también demuestra una técnica fácil y escalable sin aglutinantes para preparar electrodos supercondensadores de alta energía, ", Dijo Wang." Estas propiedades prometedoras significan que este diseño podría ser ideal para futuras aplicaciones de almacenamiento de energía ".