Material aprimorado, mas acessível para supercapacitores:produção em massa de nanobolas de grafeno mesoporoso 3D
p Grafeno mesoporoso 3D. Crédito:UNIST
p Pesquisadores coreanos do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia de Ulsan (UNIST) desenvolveram um novo método para sintetizar maciçamente materiais aprimorados, porém acessíveis para supercapacitores. p Os supercapacitores têm atraído cada vez mais atenção devido ao seu longo ciclo de vida, processo de armazenamento de carga altamente reversível e densidade de potência específica, juntamente com o aumento da preocupação com o esgotamento dos recursos naturais.
p O grafeno foi reconhecido como um material ativo promissor para supercapacitores devido à sua excelente condutividade elétrica e grande área de superfície, pois são os dois requisitos mais importantes para supercapacitores.
p Entre os vários métodos para a fabricação de folhas de grafeno, a técnica de deposição de vapor químico (CVD) é altamente recomendada devido à alta condutividade do grafeno preparado. Mas a escalabilidade ainda é necessária para a comercialização. Além disso, essas limitações exigiram grande interesse em melhorias futuras.
p A equipe de pesquisa liderada pelo Prof. Ji-Hyun Jang da UNIST, relatou anteriormente uma nova abordagem para sintetizar nano-redes de grafeno tridimensionais crescidas em CVD (GNs 3-D) que podem ser produzidas em massa, mantendo as excelentes propriedades do grafeno 2D e publicadas no
Relatórios Científicos em maio de 2013.
p Aqui, Prof. Jang estendeu sua pesquisa anterior em
Relatórios Científicos e demonstrou uma rota única para obter uma nanobola de grafeno mesoporosa (MGB) produtiva em massa com uma grande área de superfície e grande condutividade, via CVD assistida por precursor, usando precursores de metal como um catalisador que é aplicável a supercondensadores.
p O Prof. Ji-Hyun Jang é da Escola Interdisciplinar de Energia Verde da UNIST e os colegas pesquisadores incluem Jung-Soo Lee, Sun-I Kim e Jong-Chul Yoon da Escola Interdisciplinar de Energia Verde da UNIST.
p Em comparação com os métodos convencionais de síntese de grafeno, Um novo caminho, sugerido pelo grupo de pesquisa UNIST, é escalável e capaz de produzir grafeno de alta qualidade e personalizável com melhores impactos ambientais.
p Com os materiais resultantes, bolas de grafeno mesoporosas, a capacidade do supercapacitor foi melhorada significativamente. Devido à estrutura mesoporosa única, redes tridimensionais são formadas, que ajudam a melhorar a condutividade. Além disso, mesoporos dentro das superfícies de grafeno induzem nanocanais para transportar íons no eletrólito, e melhorar as propriedades do supercapacitor.
p O MGB apresenta área superficial específica de 508 m2 / ge mesoporosidade com diâmetro médio dos poros de 4,27 nm. A condutividade do MGB dopado com p obtido de mais de 10 amostras foi de 6,5 S / cm. O supercapacitor baseado em MGB mostra bom desempenho, incluindo uma excelente capacitância de 206 F / ge 96% de retenção de capacitância após 10, 000 ciclos, mesmo em alta densidade de corrente.
p "Nosso trabalho é muito significativo, pois temos sucesso na fabricação de grafeno cultivado em CVD com altas qualidades em uma escala de grama, "disse o Prof. Jang." Quando as bolas de grafeno mesoporosas são usadas como um material de eletrodo para o supercapacitor, ele prova um grande potencial para dispositivos de armazenamento de energia com alta eficiência. "
p Ela também disse:"Se as propriedades do grafeno mesoporoso forem melhoradas por pesquisas contínuas, desenvolver um veículo elétrico com alta potência se tornará uma realização, não apenas um sonho, "mostrando seu plano de pesquisa futura.