p (Phys.org) —Uma das fontes de energia em microescala mais promissoras para eletrônicos portáteis e vestíveis é um micro-supercapacitor — eles podem ser feitos finos, leve, altamente flexível, e com alta densidade de potência. Normalmente, Contudo, a fabricação desses dispositivos envolve técnicas complicadas que muitas vezes requerem altas pressões, irradiação, e várias etapas. p Em um novo estudo, pesquisadores desenvolveram um "método de uma etapa" simples para fabricar micro-supercapacitores e demonstraram que os dispositivos finais exibem um desempenho geral muito bom, incluindo uma densidade de alta potência (1500 mW / cm ³ ), bem como uma densidade de energia (11,6 mWh / cm ³ ) que é pelo menos duas vezes mais alto do que microssupercapacitores semelhantes.

p Os pesquisadores, Han Xiao et al. na Academia Chinesa de Ciências, publicaram seu artigo em uma edição recente da ACS Nano .

p "Desenvolvemos um versátil, método simples e eficaz para a fabricação de microssupercapacitores de alta energia com formas projetadas, "co-autor Zhong-Shuai Wu no Laboratório Nacional de Energia Limpa de Dalian, Academia Chinesa de Ciências, contado Phys.org .

p A etapa essencial da fabricação do novo micro-supercapacitor é a integração das nanofolhas de fósforo na intercamada das nanofolhas de grafeno, e o bom desempenho se deve em grande parte à combinação sinérgica desses dois materiais. Os diferentes materiais têm efeitos complementares, com o fosforeno oferecendo uma alta capacidade de armazenamento e evitando o empilhamento indesejado das folhas de grafeno, enquanto o grafeno forma o esqueleto principal e oferece uma rede de transporte de elétrons em alta velocidade.

p Entre suas outras características, os microssupercapacitores demonstram uma flexibilidade muito boa, que os pesquisadores atribuem à estrutura em camadas e à geometria do dispositivo planar. O dispositivo também tem uma alta capacitância, que é mantida em quase 90% de sua capacidade máxima após 2.000 ciclos. Em geral, o processo de fabricação simples também contribui para melhorar o desempenho do dispositivo, pois evita a contaminação e a oxidação que costumam ocorrer durante o processamento em várias etapas.

p Como explicam os pesquisadores, os pequenos dispositivos de armazenamento de energia têm potencial para serem usados ​​em uma ampla variedade de áreas.

p "Micro-supercapacitores são muito promissores para armazenamento de energia no chip, "Disse Wu." Muito recentemente, o surgimento de dispositivos eletrônicos vestíveis e inteligentes exige urgentemente altamente flexível e multifuncional, dispositivos integrados de armazenamento de energia. Geral, novos microssupercapacitores poderiam acompanhar o ritmo de rápido desenvolvimento de microssistemas de alta tecnologia usados ​​nos instrumentos de precisão, materiais, campos biomédicos e outros. "

p Os pesquisadores também esperam que, no futuro, o novo processo de fabricação pode ser facilmente ampliado e, eventualmente, ser usado para fins comerciais. Eles também planejam investigar outros materiais e técnicas para desenvolver sistemas de armazenamento de energia em microescala.

p "Estamos continuamente desenvolvendo uma variedade de produtos ultrafinos, grafeno estruturalmente definido e materiais 2-D, eletrólitos de alta tensão seguros, e técnicas de fabricação de dispositivos flexíveis, inteligente, e sistemas integrados de dispositivos de armazenamento de energia em microescala, como microssupercapacitores de alta energia, "Wu disse. p © 2017 Phys.org