p (Phys.org) —A maioria das baterias, supercapacitores, e outros dispositivos de armazenamento de energia são baseados em uma estrutura de sanduíche, onde dois eletrodos se enfrentam e a carga flui entre eles. Contudo, quando essas estruturas são dobradas ou dobradas, os eletrodos podem quebrar facilmente ou o dispositivo pode entrar em curto-circuito se os eletrodos entrarem em contato direto. Em um novo estudo, pesquisadores criaram um novo design para dispositivos de armazenamento de energia que é flexível e semitransparente, em que os eletrodos são fabricados no mesmo plano bidimensional em uma nova estrutura de dentes de pente. p Os pesquisadores, Heng Li, et al., da Escola de Física da Universidade de Pequim, na China, publicaram seu artigo sobre a nova estrutura para dispositivos eletroquímicos flexíveis e semitransparentes em uma edição recente da Nano Letras .

p Como explicam os pesquisadores, a chave para alcançar a flexibilidade e semitransparência do dispositivo é o padrão de eletrodo com dentes de pente. Os pesquisadores demonstraram que as novas estruturas podem suportar muitos ciclos de dobra e rebatimento - e até mesmo ser enroladas em uma caneta - enquanto mantêm quase todo o seu bom desempenho. As estruturas não requerem espaçadores como os usados ​​por alguns dispositivos de estrutura em sanduíche para evitar curto-circuito. Em vez de, as novas estruturas podem ser facilmente dobradas porque existe um espaço vazio natural entre duas áreas vizinhas de dente de pente.

p O design também se presta à semitransparência porque os tamanhos dos dentes do pente do eletrodo são inferiores a 100 μm, que é o limite de resolução a olho nu. Usando fotolitografia, os pesquisadores poderiam fabricar dentes-de-pente com larguras de 40-60 μm, permitindo uma boa penetração de luz.

p Embora outros transparentes, dispositivos de armazenamento de energia flexível foram demonstrados anteriormente, esses projetos geralmente requerem processos complexos e caros e não são universais para outros sistemas de dispositivos de energia. Em contraste, as novas estruturas de dentes de pente podem ser fabricadas com métodos simples e podem ser integradas a outros sistemas eletrônicos.

p "Nos últimos anos, a eletrônica flexível se tornou um ponto de acesso e houve uma explosão de originalidades e ideias na área, "disse o co-autor Dapeng Yu da Universidade de Pequim Phys.org . Ele explicou que a ideia do projeto decorre de um estudo que ele e alguns dos outros autores publicaram no ano passado sobre células solares feitas com eletrodos de arame.

p “Os dispositivos de energia eletroquímica (podem ser entendidos como baterias ou células) compostos por duas fibras (uma é o ânodo, o outro é o cátodo) são altamente flexíveis, "Yu disse." Fomos inspirados pela ideia, e tentou integrar os eletrodos semelhantes a fibras para fabricar um dispositivo plano.

p Como sabemos, existem alguns designs semelhantes nesta área. Por exemplo, a estrutura interdigital é aplicada a supercondensadores, mas são todos fabricados em substratos rígidos e opacos como o silício. Portanto, eles não conseguem perceber a transparência e flexibilidade do dispositivo. "

p Aqui, os pesquisadores demonstraram a nova estrutura de dentes de pente fabricando células solares sensibilizadas por corante e supercapacitores com base no novo design. O flexível, células solares semitransparentes podem um dia ter aplicações em janelas inteligentes, energia fotovoltaica integrada ao edifício, e carregadores fotovoltaicos integrados para eletrônicos portáteis. Os supercondensadores também podem ter uma variedade de aplicações, inclusive para sistemas eletrônicos transparentes e vestíveis de última geração.

p Além de células solares sensibilizadas por corante e supercapacitores, o design dos dentes do pente também pode ser estendido a outros sistemas eletroquímicos, como baterias alcalinas, células solares de pontos quânticos, e outros dispositivos de armazenamento e geração de energia.

p "Teoricamente, a estrutura dos dentes do pente pode ser aplicada a quase todos os tipos de dispositivos eletroquímicos, "disse o co-autor Qing Zhao da Universidade de Pequim." No entanto, o processo de fabricação deve ser reprojetado para materiais eletroquímicos individuais. E planejamos desenvolver mais tipos de baterias ou células flexíveis e semitransparentes usando o design de estrutura plana. Por outro lado, a eficiência desses dispositivos flexíveis e transparentes é um pouco menor do que a dos dispositivos tradicionais agora, e queremos melhorar seu desempenho no futuro. " p Copyright 2013 Phys.org
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