Mergulhando pequenos pedaços de uma esponja de cozinha comum em soluções de materiais de eletrodo em nanoescala, cientistas criaram um peso leve, supercapacitor de baixo custo que se beneficia da estrutura porosa da esponja. Os poros fornecem uma grande área de superfície para os materiais do eletrodo se fixarem, levando a um aumento no movimento de íons entre os eletrodos e o eletrólito que preenche os poros. Geral, o novo supercapacitor exibe um desempenho superior ao de um feito com os mesmos materiais do eletrodo, mas sem a esponja.

Os pesquisadores, liderado por Jun Ma na University of South Australia, publicaram seu artigo sobre os supercondensadores de esponja de cozinha em uma edição recente da Nanotecnologia .

Embora esta não seja a primeira vez que esponjas foram usadas para fazer supercondensadores, a ideia ainda é nova e não muito utilizada. O estudo é o primeiro a usar esponjas como substrato para um composto de dois materiais de eletrodo específicos:plaquetas de grafeno com 2 nm de espessura, e nanobastões feitos do polímero condutor de polianilina (PANi). Cada material tem suas próprias vantagens e desvantagens, mas quando combinados, eles oferecem o melhor dos dois mundos devido aos seus efeitos sinérgicos. Enquanto as plaquetas de grafeno oferecem alta densidade de potência, mas baixa capacidade, os nanobastões PANi oferecem uma capacidade muito maior, mas sofrem com uma condutividade elétrica mais baixa e outras desvantagens.

Quando combinados, os dois materiais ajudam a "corrigir" as fraquezas um do outro, num sentido. As plaquetas de grafeno consistem em várias camadas, mas geralmente nem todos eles são acessíveis ao eletrólito, que limita a capacitância. Quando os nanobastões de PANi são cultivados na superfície das plaquetas de grafeno, eles atuam como nanoespaçadores para aumentar a distância intercamada entre as plaquetas para fazer uso total de sua capacidade de armazenamento. Por outro lado, as plaquetas de grafeno altamente condutoras melhoram a condutividade dos nanobastões, abrindo as fibras PANi para fornecer mais interface com o eletrólito.

"Este trabalho relata um novo projeto para a fabricação de eletrodos supercapacitores, aproveitando a sinergia entre as placas de grafeno econômicas, polímeros condutores, e eletrodos de esponja de cozinha, resultando não apenas em excelente capacitância e potência decente e densidade de energia, mas retenção de alta capacidade acima de 12, 000 ciclos, "Ma disse Phys.org .

Para demonstrar seu desempenho, os pesquisadores conectaram três dos supercondensadores para alimentar um LED vermelho por cinco minutos. Eles esperam que este dispositivo facilmente fabricado possa ter aplicações onde o peso leve, são necessários dispositivos de armazenamento de energia de baixo custo.

“Os eletrodos desenvolvidos são flexíveis e de alto desempenho, então eles têm muitas aplicações potenciais, especialmente para dobrável, vestível, e eletrônicos portáteis, "Ma disse.

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