p Os condensadores híbridos de iões metálicos combinam as propriedades dos condensadores e das baterias. Um eletrodo usa o mecanismo capacitivo, o outro, os processos redox do tipo bateria. Os cientistas já examinaram o papel dos ânions no eletrólito. Os resultados, que foram publicados no jornal Angewandte Chemie , revelar a importância dos ânions sulfato. Eletrólitos à base de sulfato deram aos capacitores híbridos de íon de zinco um desempenho excepcional e operabilidade extralonga. p Os capacitores podem captar e liberar uma enorme quantidade de carga em um curto espaço de tempo, enquanto as baterias podem armazenar muita energia em um pequeno volume. Para combinar as duas propriedades, os cientistas estão investigando células eletroquímicas híbridas, que contêm eletrodos do tipo capacitor e bateria. Entre essas células, pesquisadores identificaram capacitores híbridos de íons metálicos como dispositivos especialmente promissores. Aqui, o eletrodo positivo inclui propriedades pseudocapacitivas, o que significa que também pode armazenar energia na forma de uma bateria, por intercalação dos íons metálicos, enquanto o eletrodo negativo é feito de um metal redox ativo.

p Contudo, seu eletrólito foi negligenciado há muito tempo, disse Chunyi Zhi, que está investigando materiais de bateria junto com sua equipe na City University de Hong Kong. Os pesquisadores acreditam que o tipo de ânion eletrólito afeta o desempenho do dispositivo. "Prestar mais atenção à introdução de ânions apropriados pode melhorar efetivamente a potência e a densidade de energia de um capacitor, " eles dizem.

p Os pesquisadores concentraram sua atenção nos capacitores de íon zinco. Este tipo de célula consiste em um ânodo de metal de zinco e um cátodo feito de nanofibras de nitreto de titânio. As nanofibras são robustas, e sua superfície porosa permite que o eletrólito se infiltre. Os cientistas argumentam que os ânions eletrolíticos, quando ligado à superfície de nitreto de titânio, tornar o material mais condutivo. Além disso, os ânions adsorvidos podem contribuir diretamente para o processo de carregamento. O carregamento do capacitor híbrido envolve a extração dos íons de zinco intercalados.

p Zhi e seus colegas compararam os efeitos de três ânions eletrolíticos:sulfato, acetato, e cloreto. Eles observaram sua ligação à superfície do eletrodo e o desempenho das células eletroquímicas. Foi um resultado claro.

p Os cientistas relataram que os ânions sulfato se destacaram entre os três ânions. Eles observaram que as células baseadas em um eletrólito de sulfato de zinco tiveram o melhor desempenho, e os sulfatos se ligam mais fortemente à superfície do nitreto de titânio do que os outros ânions. Além disso, eletrodos tratados com sulfato apresentaram a menor autodescarga. Os autores atribuíram as descobertas aos efeitos eletrônicos do sulfato. Sua natureza puxadora de elétrons fornece forte ligação aos átomos da superfície e evita que o eletrodo se autodescarregue, concluíram os autores.

p Para um capacitor híbrido de zinco-íon à base de sulfato de zinco, os cientistas relataram operação de alto desempenho por mais de nove meses. Além disso, esses dispositivos são flexíveis, que é especialmente útil para eletrônicos portáteis. Os cientistas testaram o dispositivo em um relógio eletrônico e encontraram um desempenho excelente.