p (PhysOrg.com) - A conversão para fontes de energia renováveis ​​como o vento e o sol é apenas uma questão de tempo. Como o vento e a radiação solar variam em intensidade, o aumento das fontes de energia renováveis ​​causará flutuações significativas na rede elétrica. Estes devem ser absorvidos por sistemas de armazenamento de energia. Essa necessidade pode ser atendida por um dispositivo conhecido como supercapacitor. p John Q. Xiao e sua equipe da Universidade de Delaware (Newark, EUA) desenvolveram agora um novo processo para a produção de eletrodos feitos de óxido de níquel / nanocompósitos de níquel para supercapacitores eletroquímicos. Como os pesquisadores relatam no jornal Angewandte Chemie , seu processo é simples e econômico, e pode ser ampliado para a indústria.

p Os supercapacitores combinam as vantagens dos capacitores e baterias convencionais:como um capacitor, eles podem fornecer rapidamente altas densidades de corrente sob demanda; como uma bateria, eles podem armazenar uma grande quantidade de energia elétrica. Os supercapacitores consistem em camadas duplas eletroquímicas nos eletrodos quando eles são umedecidos com um eletrólito. Quando uma tensão é aplicada, íons de polaridade oposta se acumulam em ambos os eletrodos, formando zonas extremamente finas de portadores de carga imóveis.

p O problema é que a maioria dos processos para a produção dos eletrodos nanoestruturados necessários são muito sensíveis para trabalhar em escala industrial ou requerem a adição de substâncias que mais tarde interferem na função dos eletrodos. Às vezes, a resistência elétrica dos materiais é muito alta. A equipe de Xiao desenvolveu agora um novo processo para a produção de eletrodos de óxido de níquel / nanocompósito de níquel que pode superar esses obstáculos.

p Os cientistas primeiro produziram nanopartículas de níquel. Polialcoóis de alto ponto de ebulição, conhecidos como polióis, servir como meio de reação. Estes cobrem as superfícies de crescimento dos cristais de semente, formando pequenas partículas esféricas. As nanopartículas são então pressionadas juntas em pelotas e depositadas em um lado de uma folha de platina muito fina, que mais tarde atua como o coletor atual. O recozimento a 250 ° C forma uma camada de óxido de níquel (NiO) em torno do pellet, que é a camada ativa real do supercapacitor. Isso resulta em compacto, estábulo, eletrodos Ni / NiO altamente porosos que não requerem suporte. O hidróxido de potássio atua como eletrólito.

p Durante o processo de carregamento, OH ^- íons estão ligados ao NiO, emitindo elétrons. O processo é revertido quando a energia elétrica armazenada é retirada como corrente. Sua alta granularidade dá ao material uma grande área de superfície interna, fornecendo boas vias de difusão para os íons. Ao mesmo tempo, a rede condutiva das partículas de metal é mantida, o que é importante para alta condutividade elétrica. Essas características são a razão para a capacidade surpreendentemente alta dos eletrodos, bem como sua alta densidade de potência e densidade de corrente durante os ciclos de carga / descarga.