Los investigadores de la Universidad de Rice que fueron pioneros en el desarrollo del grafeno inducido por láser han configurado su descubrimiento en microcondensadores flexibles de estado sólido que compiten con los mejores disponibles para el almacenamiento y la entrega de energía.
Los dispositivos desarrollados en el laboratorio del químico de Rice James Tour están orientados a la electrónica y la indumentaria. Son el tema de un nuevo artículo en la revista Materiales avanzados .
Los microcondensadores no son baterías, pero se acercan más a ellos a medida que la tecnología mejora. Los condensadores tradicionales almacenan energía y la liberan rápidamente como en el flash de una cámara, a diferencia de las baterías de iones de litio comunes que tardan mucho en cargarse y liberar su energía.según sea necesario.
Los microcondensadores de Rice se cargan 50 veces más rápido que las baterías, se descargan más lentamente que los condensadores tradicionales y coinciden con los supercondensadores comerciales tanto por la cantidad de energía almacenada como por la energía entregada.
Los dispositivos se fabrican quemando patrones de electrodos con un láser comercial en láminas de plástico en aire a temperatura ambiente, lo que elimina las complejas condiciones de fabricación que han limitado la aplicación generalizada de microcondensadores. Los investigadores ven un camino hacia el enrollado rentable.-fabricación de rollos.
"Es un dolor en el cuello construir microcondensadores ahora", dijo Tour. "Requieren muchos pasos litográficos. Pero estos podemos hacer en minutos: quemamos los patrones, agregamos electrolito y los cubrimos".
Su capacitancia de 934 microfaradios por centímetro cuadrado y densidad de energía de 3,2 milivatios por centímetro cúbico rivalizan con las baterías comerciales de película delgada de litio, con una densidad de potencia dos órdenes de magnitud mayor que las baterías, afirmaron los investigadores. Los dispositivos mostraban una larga vida útil y mecánica.estabilidad cuando se dobla repetidamente 10,000 veces.
Su densidad de energía se debe a la naturaleza del grafeno inducido por láser LIG. Tour y su grupo descubrieron el año pasado que calentar una lámina de plástico de poliimida comercial con un láser quemaba todo menos el carbono de la capa superior, dejando una forma degrafeno. Pero en lugar de una hoja plana de anillos hexagonales de átomos, el láser dejó una serie esponjosa de escamas de grafeno adheridas a la poliimida, con una gran superficie.
Los investigadores trataron sus patrones LIG, interdigitados como manos cruzadas, con dióxido de manganeso, oxihidróxido férrico o polianilina mediante electrodeposición y convirtieron los compuestos resultantes en electrodos positivos y negativos. Los compuestos podrían luego formarse en microcondensadores de estado sólido sinnecesidad de colectores, aglutinantes o separadores de corriente.
Tour está convencido de que llegará el día en que los supercondensadores reemplazarán las baterías por completo, ya que los sistemas de almacenamiento de energía se cargarán en minutos en lugar de horas. "Aún no hemos llegado, pero estamos cada vez más cerca", dijo."Mientras tanto, pueden complementar las baterías con alta potencia. Lo que tenemos ahora es tan bueno como algunos supercondensadores comerciales. Y son solo de plástico".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Rice . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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