p Ao combinar os poderes de duas estruturas de carbono com um único átomo de espessura, pesquisadores do Laboratório de Micropropulsão e Nanotecnologia da George Washington University criaram um novo ultracapacitor de alto desempenho e baixo custo. p O dispositivo, descrito no Journal of Applied Physics , capitaliza a sinergia trazida pela mistura de flocos de grafeno com nanotubos de carbono de parede única, duas nanoestruturas de carbono com propriedades complementares.

p Ultracapacitores são dispositivos de armazenamento de energia aprimorados que armazenam grandes quantidades de energia e também podem liberar rapidamente essa energia em um surto de energia. Ao combinar as propriedades de alta densidade de energia das baterias com as propriedades de alta densidade de energia de capacitores convencionais, ultracapacitores podem aumentar o desempenho de veículos elétricos, eletrônicos portáteis, sistemas de áudio e muito mais.

p Nanotubos de carbono de parede única e grafeno possuem eletrônicos exclusivos e excelentes, térmico, e propriedades mecânicas que os tornam materiais atraentes para projetar novos ultracapacitores, disse Jian Li, primeiro autor do artigo. Muitos grupos exploraram o uso dos dois materiais separadamente, mas poucos tinham olhado para combiná-los, ele disse.

p "Em nosso laboratório, desenvolvemos uma abordagem pela qual podemos obter nanotubos de carbono de parede única e grafeno, então tivemos a ideia de aproveitar os dois promissores nanomateriais de carbono juntos, "acrescentou Michael Keidar, professor do Departamento de Engenharia Mecânica e Aeroespacial da Escola de Engenharia e Ciências Aplicadas da GW, e diretor do Laboratório de Micropropulsão e Nanotecnologia.

p Os pesquisadores sintetizaram os flocos e nanotubos de grafeno vaporizando uma haste de grafite oca cheia de pó de catalisador metálico com um arco elétrico. Eles então misturaram as duas nanoestruturas para formar uma tinta que enrolaram no papel, um separador comum para capacitores comerciais atuais.

p A capacitância específica do dispositivo de combinação, uma medição do desempenho de um capacitor por unidade de peso, era três vezes maior do que a capacitância específica de um dispositivo feito apenas de nanotubos de carbono.

p A vantagem da estrutura híbrida, Li explicou, é que os flocos de grafeno fornecem alta área de superfície e boa condutividade no plano, enquanto os nanotubos de carbono conectam todas as estruturas para formar uma rede uniforme.

p Enquanto outros tipos de ultracapacitores também alcançaram a alta capacitância específica do híbrido de grafeno / nanotubo, os pesquisadores dizem, a principal vantagem da abordagem de combinação é seu baixo custo, já que a equipe desenvolveu uma maneira simples de fabricar grandes quantidades da desejável mistura de nanoestruturas de carbono.

p O ultracapacitor híbrido também é pequeno e leve, uma vantagem à medida que os dispositivos eletrônicos ficam cada vez menores.