p Aerogéis de grafeno modificado têm área de superfície alta e excelente condutividade, e são promissores para aplicações de armazenamento de energia elétrica de alta potência. Crédito:Ryan Chen.
p Eletrônicos pessoais, como telefones celulares e laptops, podem ser impulsionados por alguns dos materiais mais leves do mundo. p Os pesquisadores de Lawrence Livermore recorreram ao aerogel de grafeno para aumentar o armazenamento de energia elétrica que, eventualmente, poderia ser usado para atenuar as flutuações de energia na rede elétrica.
p A equipe descobriu que eletrodos de supercapacitores à base de aerogel de grafeno podem ser particularmente úteis no setor de veículos elétricos porque apresentam uma grande área de superfície, boa condutividade elétrica, inércia química e estabilidade de ciclo de longo prazo.
p Os sistemas de armazenamento de energia para veículos elétricos têm requisitos especialmente exigentes porque devem combinar alta potência e densidade de energia, ciclabilidade, segurança e baixo custo. Os supercapacitores (também conhecidos como ultracapacitores ou capacitores elétricos de camada dupla) podem ajudar a atender a esses requisitos devido à sua alta densidade de potência e excelente estabilidade de ciclo.
p "Supercapacitores à base de carbono comerciais são usados para recuperar a energia de frenagem em vários veículos (carros, ônibus, trens, etc.) e para abrir as saídas de emergência do Airbus A380, Patrick Campbell, do LLNL, disse:"Nossos materiais podem melhorar o desempenho desses supercapacitores comerciais em mais de 100 por cento."
p Em comparação com os eletrodos supercapacitores à base de carbono tradicionais fabricados de negro de fumo e materiais aglutinantes, aerogéis de grafeno oferecem muitas vantagens, como controle de densidade e distribuição de tamanho de poro, e maior condutividade devido aos ligantes de carbono entre as folhas de carbono ativo e a ausência de materiais ligantes.
p Aerogéis derivados de carbono, bem como materiais inorgânicos, foram desenvolvidos no LLNL e encontraram uma série de aplicações - desde a captura de poeira espacial até o revestimento interno de alvos da National Ignition Facility.
p "Os aerogéis de grafeno são um tipo relativamente novo de aerogel, ideal para aplicações de armazenamento de energia devido à sua área de superfície extremamente alta, excelentes propriedades mecânicas e condutividade elétrica muito alta, "Campbell disse." Temos explorado várias maneiras de melhorar suas propriedades de armazenamento de energia, como o aumento da densidade do eletrodo por meio da compressão mecânica. A estratégia de modificação não covalente é simplesmente outra rota para aumentar a capacidade de armazenamento de energia elétrica. "
p Embora o uso em eletrônicos pessoais ou outras aplicações de alta potência, onde a energia precisa ser armazenada e liberada muito rapidamente, ainda não tenha sido testado, a perspectiva é promissora, disse Juergen Biener, Líder da equipe do LLNL.
p A pesquisa aparecerá como artigo de capa na edição de 14 de novembro da
Journal of Materials Chemistry A . Outros pesquisadores de Livermore envolvidos no projeto incluem Brandon Wood, Marcus Worsley e Ted Baumann.