Os eletrônicos do futuro poderão levar segundos para serem carregados, graças à descoberta do supercapacitor

Uma equipe de pesquisadores da Monash University desenvolveu um novo material à base de carbono que permite que os supercapacitores armazenem muito mais energia, superando uma das principais limitações que impediam sua adoção em dispositivos compactos. A conquista - detalhada na revista Nature Communications - pode dar início a uma nova geração de dispositivos de armazenamento de energia.

Os supercapacitores são conhecidos por sua capacidade de carregar e descarregar com extrema rapidez. Mas eles são conhecidos por sua baixa densidade de energia volumétrica, o que significa que armazenam muito menos energia para seu tamanho em comparação com as baterias. Essa equipe de pesquisa da Monash University resolveu esse problema com uma nova arquitetura de material chamada óxido de grafeno reduzido em várias escalas (M-rGO).

O material é feito de grafite natural por meio de um processo de tratamento térmico rápido que forma uma estrutura exclusiva de cristalitos de grafeno altamente curvos e emaranhados. Os pesquisadores fizeram uma descoberta contraintuitiva - eles descobriram que essa estrutura curva permite que os íons do eletrólito entrem profundamente nos espaços da camada interna do material, um processo que eles chamam de "expansão eletroquímica entre camadas" Isso significa mais área de superfície para armazenamento de energia.

Os resultados foram excelentes. Quando montado em dispositivos de célula de bolsa, o novo material registrou uma densidade de energia volumétrica de 99,5 Wh/L, rivalizando com as baterias de chumbo-ácido. Ele também demonstrou uma alta densidade de energia de 69,2 kW/L.

Essa descoberta pode nos permitir construir supercapacitores de carregamento rápido que armazenam energia suficiente para substituir as baterias em muitas aplicações e fornecê-la com muito mais rapidez. - Professor Majumder.

A tecnologia agora está sendo comercializada por uma empresa spinout da Monash University, a Ionic Industries, que está trabalhando com parceiros para levar o novo material ao mercado. Se for bem-sucedida, poderemos ver dispositivos de carregamento ultrarrápido que se carregam em questão de segundos.