La demanda de dispositivos de almacenamiento de energía integrados está creciendo rápidamente a medida que las personas dependen cada vez más de la electrónica portátil e inalámbrica. y crece la necesidad mundial de fuentes de energía limpia como la energía solar y eólica.

Esto está creando una necesidad exponencial de tecnologías avanzadas de almacenamiento de energía:baterías y supercondensadores (SC) confiables y sin mantenimiento con capacidad de alta densidad de potencia como dispositivos de almacenamiento. Los supercondensadores son candidatos destacados para satisfacer esta necesidad debido a sus características de ciclabilidad prolongada y respetuosas con el medio ambiente.

Investigadores del Integrated Nano Systems Lab (INSys Lab), en el Centro de Tecnología de Energía Limpia, han estado trabajando en una vía para mejorar el rendimiento de los supercondensadores, y satisfacer esa demanda de mayor capacidad de almacenamiento.

El Dr. Mojtaba Amjadipour y la profesora Francesca Iacopi (Facultad de Ingeniería de Datos e Ingeniería Eléctrica) y el Dr. Dawei Su (Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas) describen su trabajo de vanguardia en la edición de julio de 2020 de la revista. Baterías y Supercaps . La prominencia dada a los "supercondensadores de estado sólido basados ​​en grafito:habilitación de la reacción redox por En el lugar Tratamiento electroquímico ", designado como un documento muy importante con ubicación de cobertura frontal, significa lo innovadora que es su investigación en el desarrollo de formas alternativas de ampliar la capacidad de almacenamiento.

La Dra. Iacopi dijo que el enfoque multidisciplinario dentro del equipo fue beneficioso para descubrir lo que ella dice que es un proceso simple.

"Esta investigación tiene su origen en nuestra curiosidad por explorar los límites de funcionamiento de las células, llevándonos a resultados beneficiosos imprevistos. El control de este proceso no habría sido posible sin comprender las razones fundamentales de la mejora observada, utilizando la experiencia complementaria de nuestro equipo ".

Tradicionalmente, los supercondensadores están fabricados con electrolitos líquidos, que no se puede miniaturizar y puede ser propenso a fugas, lo que impulsó la investigación de electrolitos en estado sólido y a base de gel. Adaptar estos electrolitos en combinación con materiales de electrodos a base de carbono como el grafeno, óxido de grafeno, y los nanotubos de carbono son de suma importancia para un mejor rendimiento de almacenamiento de energía.

El grafeno o carbono grafítico fabricado directamente sobre superficies de silicio ofrece un potencial significativo para supercondensadores en chip que se pueden incrustar en sistemas integrados. Los conocimientos de la investigación indican un camino simple para mejorar significativamente el rendimiento de los supercondensadores que utilizan electrolitos a base de gel. que son clave para la fabricación de supercondensadores cuasi-sólidos (gel).

"Este enfoque ofrece un nuevo camino para desarrollar más sistemas de almacenamiento de energía en chip miniaturizados, que son compatibles con la electrónica de silicio y pueden soportar la demanda de energía para operar sistemas inteligentes integrados, "Dijo el Dr. Iacopi.