p Professor Jie Tang, Líder do Grupo de Pesquisa de Nanomateriais 1D da Unidade de Processamento de Materiais, Instituto Nacional de Ciência de Materiais, e o Sr. Qian Cheng, um aluno de doutorado e Pesquisador Júnior do NIMS no mesmo Grupo, conseguiram aumentar drasticamente a densidade de energia dos supercondensadores, que são usados ​​para armazenar energia elétrica. p Professor Jie Tang, Líder do Grupo de Pesquisa de Nanomateriais 1D da Unidade de Processamento de Materiais, Instituto Nacional de Ciência de Materiais, e o Sr. Qian Cheng, estudante de doutorado e Pesquisador Júnior do NIMS no mesmo Grupo, conseguiram aumentar drasticamente a densidade de energia dos supercondensadores, que são usados ​​para armazenar energia elétrica. Isso foi realizado com o desenvolvimento de um novo eletrodo no qual nanofolhas de grafeno são empilhadas em uma estrutura em camadas com nanotubos de carbono imprensados ​​entre as camadas de grafeno.

p Várias baterias novas, como baterias de hidreto de metal de níquel, atualmente estão sendo desenvolvidos com o objetivo de alcançar maior eficiência e maior armazenamento de energia para o fornecimento de energia elétrica. Em comparação com as baterias, capacitores têm uma densidade de potência de saída maior para permitir um carregamento rápido, excelente durabilidade para permitir operações em temperaturas extremas mais altas e mais baixas, melhor ciclicidade para recarregar repetidamente por um longo período, e também são mais seguros. Contudo, tem sido um grande desafio técnico obter alta densidade de energia devido à capacidade específica relativamente baixa dos dispositivos capacitores convencionais.

p A fim de alcançar um aumento revolucionário na densidade de armazenamento de energia, Professor Tang e sua equipe, em colaboração com o professor Lu-Chang Qin da Universidade da Carolina do Norte em Chapel Hill nos Estados Unidos, projetaram e desenvolveram uma estrutura composta à base de grafeno, em que o grafeno é usado como o material de base dos eletrodos do capacitor e nanotubos de carbono (CNT) são inseridos entre as folhas de grafeno. Nesta estrutura, o grafeno oferece uma área de superfície específica muito maior (2630 m ² / g) do que os materiais convencionais e os CNTs funcionam como espaçadores, bem como caminhos condutores para permitir a adsorção de uma quantidade maior de íons eletrolíticos na superfície do grafeno. Com este composto de grafeno-CNT como eletrodos do capacitor, O professor Tang obteve alta densidade de energia de 62,8 Wh / kg e densidade de potência de saída de 58,5 kW / kg usando eletrólito orgânico. Usando um líquido iônico como eletrólito, eles alcançaram uma densidade de energia de 155,6 Wh / kg, que é comparável ao das baterias de hidreto de metal de níquel.

p Entre as muitas aplicações industriais de capacitores, os novos capacitores desenvolvidos nesta pesquisa oferecem promessas como fontes de energia para veículos elétricos e híbridos, que requerem alta densidade de energia. Como os processos de produção atuais também são baratos e podem ser ampliados, grandes expectativas são colocadas em aplicações práticas.