L'elettronica del futuro potrebbe impiegare pochi secondi per caricarsi, grazie alla scoperta del supercondensatore

Un team di ricercatori della Monash University ha sviluppato un nuovo materiale a base di carbonio che consente ai supercondensatori di immagazzinare una quantità di energia significativamente maggiore, superando una limitazione importante che ne ha ostacolato l'adozione nei dispositivi compatti. Il risultato - descritto nella rivista Nature Communications - potrebbe inaugurare una nuova generazione di dispositivi di accumulo di energia.

I supercondensatori sono noti per la loro capacità di caricarsi e scaricarsi con estrema rapidità. Ma sono noti per la loro bassa densità energetica volumetrica, il che significa che immagazzinano molta meno energia per le loro dimensioni rispetto alle batterie. Il team di ricerca della Monash University ha risolto questo problema con una nuova architettura di materiale chiamata ossido di grafene ridotto su scala multipla (M-rGO).

Il materiale è ricavato dalla grafite naturale mediante un processo di trattamento termico rapido che forma una struttura unica di cristalliti di grafene altamente curvi e aggrovigliati. I ricercatori hanno fatto una scoperta controintuitiva: hanno scoperto che questa struttura curva consente agli ioni dell'elettrolita di entrare in profondità negli spazi interni del materiale, un processo che chiamano "espansione elettrochimica interstrato" Ciò significa una maggiore superficie per l'accumulo di energia.

I risultati sono stati eccezionali. Quando è stato assemblato in dispositivi di celle a sacchetto, il nuovo materiale ha registrato una densità di energia volumetrica di 99,5 Wh/L, in grado di rivaleggiare con le batterie al piombo-acido. Ha anche dimostrato un'elevata densità di potenza, pari a 69,2 kW/L.

Questa scoperta potrebbe permetterci di costruire supercondensatori a ricarica rapida che immagazzinano energia sufficiente per sostituire le batterie in molte applicazioni, e la erogano molto più rapidamente. - Professor Majumder.

La tecnologia viene ora commercializzata da un'azienda spinout della Monash University, Ionic Industries, che sta lavorando con dei partner per portare il nuovo materiale sul mercato. In caso di successo, potremmo vedere dispositivi di ricarica ultraveloce che si ricaricano in pochi secondi.