Montaje del supercondensador con una configuración de electrodos apilados alternativamente. Crédito:PAN Qijuan
Un nuevo diseño con una configuración de electrodos apilados alternativamente ayudó a mejorar el rendimiento volumétrico de los supercondensadores y a lograr una alta densidad de energía sin sacrificar el rendimiento de la energía.
Esta investigación, que introdujo la estructura de electrodos apilados alternativamente en un sistema de almacenamiento de energía compacto por primera vez, fue dirigido por el Prof. Han Fangming del Instituto de Física del Estado Sólido, Institutos de Ciencias Físicas de Hefei y el profesor WEI Bingqing de la Universidad de Delaware, Newark, NOSOTROS..
En este trabajo, Los investigadores diseñaron una estructura de electrodo de película apilada alternativamente multicapa utilizando Ti 3 C 2 T X (MXene) películas como los electrodos, y electrolito en gel como separador.
Esta nueva estructura podría acortar la distancia de transporte de iones bajo cargas de gran masa, y aumentar la carga de masa de material activo a escala de dispositivo, sin aumentar las cargas de masa de cada electrodo.
Por lo tanto, el supercondensador con la configuración apilada alternativamente mostró una capacitancia de área ultra alta de 10,8 F cm -2 , alta densidad de energía volumétrica de 10,4 mWh cm -3 a 75,0 mW cm -3 , y al mismo tiempo mantuvo un rendimiento de alta potencia
"Tiene los valores más altos en un sistema de electrolitos de gel acuoso en comparación con la literatura, "dijo el profesor Han.
Con la tendencia de miniaturización y portabilidad de dispositivos electrónicos, es fundamental mejorar la densidad de energía volumétrica de los dispositivos de almacenamiento de energía electroquímica. Las cargas de gran masa pueden disminuir la relación de componentes inactivos a nivel del dispositivo, lo que conduce a una mayor densidad de energía así como a una disminución de los costos.
Desafortunadamente, el aumento de las cargas de masa generalmente se produce a costa de pérdidas en capacitancia específica y densidad de potencia.
Este nuevo diseño podría ofrecer un nuevo enfoque para lograr una alta densidad de energía volumétrica y de área avanzada en dispositivos de almacenamiento de energía electroquímica con cargas de gran masa de materiales activos.
