Los microsupercondensadores basados ​​en grafeno (EG-MSC) combinan las distintas propiedades del grafeno y las ventajas de la configuración de dispositivos planos para maximizar el almacenamiento de carga. Por lo tanto, pueden proporcionar dispositivos más flexibles, más pequeños y más delgados.

Sin embargo, la limitada capacidad eléctrica de doble capa del grafeno y la estrecha ventana de voltaje de los electrolitos acuosos limitan su aplicación posterior.

Recientemente, un equipo de investigación conjunto dirigido por el Prof. Wu Zhongshuai y el Prof. Fu Qiang del Instituto de Física Química de Dalian (DICP) de la Academia de Ciencias de China (CAS) ha propuesto una estrategia para aumentar la capacitancia de las MSC planas basadas en grafeno. por electrolito redox ambipolar de agua en sal altamente concentrado (ZnI₂ + ZnCl₂ ).

Este estudio fue publicado en ACS Energy Letters el 19 de abril.

El uso de electrolitos activos redox para potenciar los electrodos de grafeno es una estrategia muy eficiente para aumentar el rendimiento capacitivo de las MSC.

Sin embargo, los mediadores redox informados anteriormente solo podían ofrecer una cierta capacitancia para un solo electrodo, lo que generaba una densidad de energía limitada debido a las capacitancias incomparables de dos electrodos.

En este estudio, los investigadores desarrollaron un novedoso electrolito redox ambipolar de agua en sal altamente concentrado en el que un mediador ambipolar (ZnI₂ ) podría ofrecer dos parejas redox (I ^- /I₂ y Zn/Zn ²⁺ ) de forma nativa, con almacenamiento de carga coincidente.

Estas dos especies permitieron que dos electrones se oxidaran en el electrodo positivo y se redujeran en el electrodo negativo de forma síncrona e individual, ofreciendo así una gran contribución pseudocapacitiva para las EG-MSC.

Se han dado cuenta de una alta capacidad volumétrica de 106 mAh/cm ³ , densidad de energía de 111 mWh/cm ³ y estabilidad cíclica a largo plazo con una retención del 92,1 % después de 5300 ciclos.

Las caracterizaciones in situ confirmaron que estos buenos desempeños se atribuyeron a la autodescarga frustrada al suprimir la formación y difusión de iones poliyoduro de I₃ ^- y yo₅ ^- .

Además, las EG-MSC mostraron un rendimiento de ciclo estable a -20 grados centígrados, debido al punto de congelación reducido del agua debido a las fuertes interacciones entre las moléculas de agua y los iones de zinc.

"Este trabajo abre una nueva vía para la introducción de mediadores redox ambipolares en electrolitos altamente concentrados para MSC de alto rendimiento", dijo el profesor Wu. + Explora más

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