La explosión de dispositivos electrónicos móviles, vehículos eléctricos, drones y otras tecnologías han impulsado la demanda de nuevos materiales livianos que puedan proporcionar la potencia para operarlos. Investigadores de la Universidad de Houston y la Universidad de Texas A&M han informado que un electrodo de supercondensador estructural está hecho deóxido de grafeno reducido y nanofibra de aramida que es más fuerte y más versátil que los electrodos convencionales a base de carbono.
El equipo de investigación de UH también demostró que el modelado basado en la nanoarquitectura del material puede proporcionar una comprensión más precisa de la difusión de iones y las propiedades relacionadas en los electrodos compuestos que el método de modelado tradicional, que se conoce como el modelo de medios porosos.
"Proponemos que estos modelos basados en la nanoarquitectura del material son más completos, detallados, informativos y precisos en comparación con el modelo de medios porosos", dijo Haleh Ardebili, profesor asociado de ingeniería mecánica de Bill D. Cook en UH y correspondienteautor de un artículo que describe el trabajo, publicado en ACS Nano .
Métodos de modelado más precisos ayudarán a los investigadores a encontrar materiales nanoarquitecturados nuevos y más efectivos que puedan proporcionar una mayor duración de la batería y una mayor energía con un peso más ligero, dijo.
Los investigadores sabían que el material probado - óxido de grafeno reducido y nanofibra de aramida, o rGO / ANF - era un buen candidato debido a sus fuertes propiedades electroquímicas y mecánicas. Los electrodos supercondensadores generalmente están hechos de materiales porosos basados en carbono, que proporcionanrendimiento eficiente del electrodo, dijo Ardebili.
Si bien el óxido de grafeno reducido está hecho principalmente de carbono, la nanofibra de aramida ofrece una resistencia mecánica que aumenta la versatilidad del electrodo para una variedad de aplicaciones, incluso para el ejército. El trabajo fue financiado por la Oficina de Investigación Científica de la Fuerza Aérea de EE. UU.
Además de Ardebili, los coautores incluyen al primer autor Sarah Aderyani y Ali Masoudi, ambos de UH; y Smit A. Shah, Micah J. Green y Jodie L. Lutkenhaus, todos de A&M.
El documento actual refleja el interés de los investigadores en mejorar el modelado para nuevos materiales energéticos. "Queríamos transmitir que los modelos convencionales que existen, que son modelos basados en medios porosos, pueden no ser lo suficientemente precisos para diseñar estos nuevos materiales nanoarquitecturados yinvestigando estos materiales para electrodos u otros dispositivos de almacenamiento de energía ", dijo Ardebili.
Esto se debe a que el modelo de medios porosos generalmente asume tamaños de poro uniformes dentro del material, en lugar de medir las diferentes dimensiones y propiedades geométricas del material.
"Lo que proponemos es que sí, el modelo de medios porosos puede ser conveniente, pero no necesariamente es preciso", dijo Ardebili. "Para los dispositivos de última generación, necesitamos modelos más precisos para comprender y diseñar mejornuevos materiales de electrodo "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Houston . Original escrito por Jeannie Kever. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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