Un equipo de investigación de KAIST desarrolló un nuevo dispositivo híbrido de almacenamiento de energía que se puede cargar en menos de medio minuto. Emplea electrolitos acuosos en lugar de solventes orgánicos inflamables, por lo que es ecológico y seguro. También facilita una carga de refuerzo conalta densidad de energía, lo que lo hace adecuado para dispositivos electrónicos portátiles.
El profesor Jeung Ku Kang y su equipo de la Escuela de Graduados de Energía, Medio Ambiente, Agua y Sostenibilidad desarrollaron este almacenamiento híbrido de energía con altas densidades de energía y energía a lo largo de un ciclo de vida prolongado mediante el ensamblaje de ánodos y sub ánodos de cadena de polímero tipo fibracátodos de óxido de metal a nanoescala en grafeno.
Los dispositivos convencionales de almacenamiento de energía basados en electrolitos acuosos tienen una limitación para aumentar las cargas y la alta densidad de energía debido al bajo voltaje de conducción y la escasez de materiales anódicos.
La capacidad del dispositivo de almacenamiento de energía está determinada por los dos electrodos, y el equilibrio entre el cátodo y el ánodo conduce a una alta estabilidad. En general, dos electrodos muestran diferencias en las propiedades eléctricas y difieren en los procesos del mecanismo de almacenamiento de iones, lo que resulta en un almacenamiento y estabilidad deficientesel desequilibrio
El equipo de investigación ideó nuevas estructuras y materiales para facilitar la velocidad rápida en el intercambio de energía en las superficies de los electrodos y minimizar la pérdida de energía entre los dos electrodos.
El equipo fabricó ánodos con materiales de cadena de polímero a base de grafeno. La estructura en forma de banda de grafeno conduce a un área de superficie alta, lo que permite una mayor capacitancia.
Para los materiales del cátodo, el equipo usó óxido metálico en estructuras sub-nanoescalares para elevar las reacciones redox átomo por ion. Este método logró una mayor densidad de energía y un intercambio de energía más rápido mientras minimiza la pérdida de energía.
El dispositivo desarrollado se puede cargar dentro de 20 a 30 segundos usando un sistema de carga de baja potencia, como un cargador de conmutación USB o una celda fotovoltaica flexible. El dispositivo de energía híbrido acuoso desarrollado muestra una densidad de potencia más de 100 veces mayor en comparación conbaterías acuosas convencionales y se pueden recargar rápidamente. Además, el dispositivo mostró una alta estabilidad con su capacidad mantenida al 100% a una alta corriente de carga / descarga.
El profesor Kang dijo: "Esta tecnología ecológica se puede fabricar fácilmente y es altamente aplicable. En particular, su alta capacidad y alta estabilidad, en comparación con las tecnologías existentes, podrían contribuir a la comercialización de condensadores acuosos. El dispositivo puede ser rápidamentese carga con un sistema de carga de baja potencia y, por lo tanto, se puede aplicar a un dispositivo electrónico portátil ".
Esta investigación, dirigida por un candidato a doctorado, Il Woo Ock, se publicó en Materiales de energía avanzada el 15 de enero
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por El Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea KAIST . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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