El nuevo supercondensador flexible puede cargar vehículos eléctricos en 10 minutos

• Los investigadores construyeron un supercondensador flexible que ofrece alta densidad de potencia y alta densidad de energía.
• No muestra degradación del rendimiento, incluso cuando se dobla 180 grados.
• Puede retener el 97,8% de su capacidad después de 5000 ciclos.

Los supercondensadores son dispositivos prometedores de almacenamiento de energía electroquímica para fuentes de alimentación móviles. Ellos cierran la brecha entre las baterías recargables y los capacitores electrolíticos.

Aunque pueden ofrecer operaciones seguras, alta densidad de potencia y una vida útil prolongada, sus aplicaciones prácticas están limitadas por su baja densidad de energía.

Ahora, investigadores del University College London y la Academia China de Ciencias han diseñado un supercondensador flexible que se carga de forma rápida y almacena de forma segura una increíble cantidad de energía para su uso durante un largo período.

A diferencia de los condensadores de alta potencia existentes, puede almacenar un gran volumen de energía en un espacio diminuto. Aunque el dispositivo aún se encuentra en su etapa inicial de desarrollo, ha mostrado un gran potencial como energía portátil en numerosas aplicaciones como teléfonos inteligentes, tecnología portátil y vehículos eléctricos (EV).

Este supercondensador recientemente desarrollado se puede utilizar junto con la tecnología de batería existente o como reemplazo para proporcionar más energía.

No incluye ningún electrolito líquido (lo que minimiza el riesgo de explosión) y puede doblarse a 180 grados sin degradar el rendimiento. Estas características lo convierten en un candidato perfecto para integrarse en dispositivos portátiles y teléfonos inteligentes flexibles.

El material optimizado

El equipo de investigación construyó un nuevo diseño que utiliza un material de electrodo de grafeno especializado con poros. El tamaño de los poros se puede modificar para almacenar la carga de manera eficiente. Probaron el material en múltiples configuraciones y encontraron que el dispositivo funciona mejor cuando los tamaños de los poros son iguales al diámetro de los iones en el electrolito.

Este ajuste le da al nuevo supercondensador dos características:

1. Alta densidad de potencia:qué tan rápido se puede cargar / descargar.
2. Alta densidad de energía:cuánto tiempo puede funcionar.

En contraste, los supercondensadores existentes exhiben solo una de estas características.

La densidad de energía máxima del supercondensador alcanza los 88,1 vatios-hora por litro (Wh / L), la densidad de energía más alta alcanzada por un supercondensador a base de carbono hasta la fecha.

Referencia:Energía de la naturaleza | DOI:10.1038 / s41560-020-0560-6 | UCL

Las baterías de plomo-ácido existentes que se utilizan en los vehículos eléctricos tienen una densidad de energía de 50 a 90 Wh / L, mientras que la tecnología comercial de carga rápida suele tener de 5 a 8 Wh / L.

Si bien la densidad de energía del nuevo supercondensador es comparable a la de las baterías de plomo-ácido, su densidad de potencia es de 10,000 vatios por litro, dos órdenes de magnitud más alta que las baterías de plomo-ácido estándar.

El supercondensador de 6 cm * 6 cm no muestra degradación del rendimiento, incluso cuando está doblado 180 grados. Además, puede retener el 97,8% de su capacidad después de 5000 ciclos.

El logro de un almacenamiento de energía tan compacto representa un paso significativo hacia las aplicaciones prácticas de los supercondensadores. La capacidad de carga rápida, la excelente flexibilidad y durabilidad lo convierten en un candidato perfecto para la fuente de alimentación portátil en dispositivos electrónicos y vehículos eléctricos miniaturizados. Imagínese cargar su teléfono [del 0 al 100 por ciento] en un par de minutos o cargar su automóvil eléctrico en diez minutos.

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A partir de ahora, este supercondensador está lejos de su comercialización. El equipo está trabajando para mejorar aún más su diseño y eficiencia.