Inspirados por un helecho estadounidense, los investigadores han desarrollado un prototipo innovador que podría ser la respuesta al desafío de almacenamiento que aún retiene la energía solar como una solución de energía total.
El nuevo tipo de electrodo creado por investigadores de la Universidad RMIT en Melbourne, Australia, podría aumentar la capacidad de las tecnologías de almacenamiento integrables existentes en un 3000 por ciento.
Pero el prototipo a base de grafeno también abre un nuevo camino hacia el desarrollo de almacenamiento y captura solar todo en uno de película delgada flexible, acercándonos un paso más a teléfonos inteligentes, computadoras portátiles, autos y edificios autoalimentados.
El nuevo electrodo está diseñado para funcionar con supercondensadores, que pueden cargar y descargar energía mucho más rápido que las baterías convencionales. Los supercondensadores se han combinado con energía solar, pero su uso más amplio como solución de almacenamiento está restringido debido a su capacidad limitada.
El profesor Min Gu de RMIT dijo que el nuevo diseño se basó en la solución de genio de la naturaleza para el desafío de llenar un espacio de la manera más eficiente posible, a través de patrones intrincados y repetitivos conocidos como "fractales".
"Las hojas de la espada de espada occidental están densamente llenas de venas, lo que las hace extremadamente eficientes para almacenar energía y transportar agua alrededor de la planta", dijo Gu, Líder del Laboratorio de Inteligencia Artificial de Nanofotónica y Vicecanciller Adjunto de Investigación Innovacióny emprendimiento en RMIT.
"Nuestro electrodo se basa en estas formas fractales, que se auto-replican, como las mini estructuras dentro de los copos de nieve, y hemos utilizado este diseño naturalmente eficiente para mejorar el almacenamiento de energía solar a un nivel nano".
"La aplicación inmediata es combinar este electrodo con supercondensadores, ya que nuestros experimentos han demostrado que nuestro prototipo puede aumentar radicalmente su capacidad de almacenamiento, 30 veces más que los límites de capacidad actuales".
"Los supercondensadores de capacidad aumentada ofrecerían confiabilidad a largo plazo y liberación de energía de explosión rápida, por ejemplo, cuando alguien quiere usar energía solar en un día nublado, lo que los convierte en alternativas ideales para el almacenamiento de energía solar".
Combinado con supercondensadores, los electrodos de grafeno reducidos con láser y con capacidad fractal pueden mantener la carga almacenada durante más tiempo, con fugas mínimas. El diseño fractal refleja la forma autorrepetida de las venas de la espada del oeste, Polystichum munitum , nativo del oeste de América del Norte.
La autora principal, investigadora de doctorado Litty Thekkekara, dijo que debido a que el prototipo estaba basado en tecnología de película delgada flexible, sus aplicaciones potenciales eran innumerables.
"La posibilidad más emocionante es usar este electrodo con una célula solar, para proporcionar una solución total de recolección y almacenamiento de energía en el chip", dijo Thekkekara.
"Podemos hacerlo ahora con las células solares existentes, pero estas son voluminosas y rígidas. El futuro real radica en integrar el prototipo con la película solar flexible de película delgada, tecnología que aún está en pañales".
"La película solar flexible de película delgada podría usarse en casi cualquier lugar que pueda imaginar, desde ventanas de edificios hasta paneles de automóviles, teléfonos inteligentes y relojes inteligentes. Ya no necesitaríamos baterías para cargar nuestros teléfonos o estaciones de carga para nuestros automóviles híbridos.
"Con este prototipo de electrodo flexible hemos resuelto la parte de almacenamiento del desafío, y hemos mostrado cómo pueden trabajar con células solares sin afectar el rendimiento. Ahora el enfoque debe estar en la energía solar flexible, para que podamos trabajar hacialograr nuestra visión de electrónica totalmente autoamplificada y totalmente solar ".
La investigación se publica en Informes científicos el viernes 31 de marzo
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad RMIT . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :