Publicaron sus hallazgos el 29 de marzo de 2024 en Polyoxometalates. .

"Los supercondensadores 2D flexibles suelen sufrir procedimientos de fabricación complicados y que requieren mucho tiempo y una resistencia mecánica deficiente", dijo el autor correspondiente Wen Li, profesor de la Universidad de Jilin en China. "En este estudio, creamos un nuevo tipo de electrodo adhesivo todo en uno que no sólo puede simplificar el proceso de fabricación sino también superar el desplazamiento interfacial de los supercondensadores convencionales".

Los supercondensadores 2D flexibles suelen tener una estructura apilada tipo sándwich o una estructura plana 2D. Bajo deformaciones mecánicas repetidas, la interfaz entre los electrodos y el electrolito puede desplazarse, haciendo que el contacto interfacial sea menos efectivo.

"Sin embargo, la tensión masiva no coincidente entre el electrodo y las capas de electrolito generalmente causa el inevitable desplazamiento interfacial y la delaminación durante la deformación mecánica repetida, dando lugar a un aumento significativo en la resistencia de contacto interfacial entre los electrodos y las capas de electrolito", dijo Li. P>

"Como resultado, la tasa de carga/descarga disminuye gravemente y el rendimiento del almacenamiento de energía, así como la estabilidad, se suprimen. Lo que es más frustrante es que los dispositivos supercondensadores flexibles integrados en serie para la salida de alto voltaje todavía dependen de muchos cables metálicos conductores. lo que limita en gran medida su flexibilidad, tolerancia deformable y miniaturización para aplicaciones prácticas."

Para resolver problemas interfaciales y eliminar cables, los investigadores combinaron HPA con aminoácidos y materiales de carbono para construir una especie de adhesivo húmedo todo en uno que transporta simultáneamente conducción de electrones, propiedades redox, deformación mecánica y adhesividad. Los heteropoliácidos (HPA), que actúan como una clase de grupos inorgánicos de tamaño nanométrico con actividad redox rápida y reversible, permiten que el supercondensador cargue y descargue energía de manera rápida y confiable.

Los aminoácidos ayudan a que los HPA se vuelvan más flexibles, mientras que los materiales de carbono contribuyen a la conducción electrónica. Modelaron el adhesivo húmedo resultante de manera paralela para formar electrodos flexibles. Después de cerrar la brecha entre los electrodos paralelos mediante la inyección de un electrolito en gel, pueden crear convenientemente un supercondensador 2D flexible.

"Descubrimos que los componentes de carbono mejoraron la conducción electrónica; la química de los aminoácidos contribuye a la adhesión interfacial; y los grupos HPA impidieron la formación de estructuras más grandes y dotaron al electrodo de capacidad de transferencia y almacenamiento de electrones", dijo Li. /P>

"Los adhesivos resultantes son materiales adaptables y deformables que facilitan el desarrollo de supercondensadores 2D flexibles para salidas de alto voltaje con interconexiones sin metales".

Los investigadores dijeron que intentarían crear supercondensadores 2D flexibles en miniatura e independientes del sustrato para desarrollar dispositivos de energía implantables.

Otros contribuyentes son Chuanling Mu y Zhanglei Du; Ambos estudiantes estudiaron junto con Li en la Universidad de Jilin.