Supercondensador flexible revoluciona: permite carga de vehículos eléctricos en 10 minutos

Los investigadores construyeron un supercondensador flexible que ofrece tanto alta densidad de potencia como alta densidad de energía. No muestra degradación de rendimiento, incluso cuando se dobla a 180 grados. Puede retener el 97,8% de su capacidad después de 5.000 ciclos.

El material optimizado

Los supercondensadores son prometedores dispositivos de almacenamiento de energía electroquímica para fuentes de energía móviles. Cubren el hueco entre baterías recargables y capacitores electrolíticos.

Aunque pueden ofrecer operaciones seguras, alta densidad de potencia y larga vida de ciclos, sus aplicaciones prácticas están limitadas por su pobre densidad de energía.

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

A diferencia de los capacitores de alta potencia existentes, puede almacenar un gran volumen de energía en un espacio diminuto. Aunque el dispositivo aún está en su etapa inicial de desarrollo, ha mostrado gran potencial como energía portátil en numerosas aplicaciones como smartphones, tecnología wearable y vehículos eléctricos (EVs).

Este supercondensador recién desarrollado puede usarse junto con la tecnología de baterías existente o como reemplazo de ella, para proporcionar más potencia.

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 hacen candidato perfecto para integrar en dispositivos wearables y smartphones flexibles.

El material optimizado

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

Este ajuste da al nuevo supercondensador dos características:

1. Alta densidad de potencia: qué tan rápido 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 88,1 Vatios-hora por litro (Wh/L) — la mayor densidad de energía lograda por un supercondensador basado en carbono hasta la fecha.

Las baterías de plomo-ácido existentes usadas en EVs tienen una densidad de energía de 50-90 Wh/L, mientras que la tecnología comercial de carga rápida típicamente tiene 5-8 Wh/L.

Mientras la densidad de energía del nuevo supercondensador es comparable a la de baterías de plomo-ácido, su densidad de potencia es 10.000 Vatios por litro – dos órdenes de magnitud mayor que las baterías de plomo-ácido estándar.

El supercondensador de 6cm x 6cm no muestra degradación de rendimiento, incluso cuando se dobla a 180 grados. Además, puede retener el 97,8% de su capacidad después de 5.000 ciclos.

El logro de tal almacenamiento de energía compacto representa un paso significativo hacia aplicaciones prácticas para supercondensadores. Capacidad de carga rápida, flexibilidad excelente y durabilidad lo hacen candidato perfecto para fuente de energía portátil en electrónica miniaturizada y EVs. Imagina cargar tu teléfono [del 0 al 100 por ciento] en un par de minutos o cargar tu coche eléctrico en diez minutos.

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