Transistor ad effetto di campo al posto degli elettrodi metallici. Così un gruppo di scienziati ha creato un minuscolo supercapacitor in grado di immagazzinare un'enorme quantità di carica elettrica
L’ultramicro supercondensatore dell’IISc mostra una capacità aumentata del 3000%
(Rinnovabili.it) – Arriva dall’India il primo micro supercondensatore con una “maxi” capacità di accumulo. A realizzarlo un gruppo di fisici dell’Indian Institute of Science (IISc) che che mettendo mano all’architettura del dispositivo sono riusciti ad aumentare la quantità di carica stoccata al suo interno. Il risultato? Un supercapacitor più piccolo e compatto di quelli creati fino ad oggi ma in grado di adattarsi ad un ampio range di applicazioni dai lampioni urbani ai veicoli elettrici, passando per i dispositivi medici.
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Perché impiegare i supercapacitor nello stoccaggio energetico
Da tempo ormai i supercondensatori (o supercapacitor) stanno tentando di conquistarsi uno proprio spazio nel mercato dell’accumulo, sia nell’elettronica di consumo che nella mobilità elettrica. L’obiettivo è rimpiazzare, o in alcuni casi integrare, il lavoro svolto dalle batterie elettrochimiche venendo a patti tra vantaggi e svantaggi. Sebbene le due tecnologie abbiano la stessa finalità, infatti, a livello pratico presentano sostanziali differenze. Le batterie possono immagazzinare grandi quantità di carica per unità di volume, mentre i supercondensatori sono molto più efficienti nel fornire una grande quantità di corrente elettrica in breve tempo oltre a poterla conservare per un tempo più lungo.
Ma per rendere quest’ultimi più competitivi la ricerca di settore sta da anni cercando di aumentarne la capacità. Un obiettivo centrato dal gruppo dell’IISc. Il team ha costruito un micro supercondensatore utilizzando transistor ad effetto di campo (FET) come collettori di carica, al posto dei tradizionali elettrodi metallici la cui efficienza è limitata dalla scarsa mobilità degli elettroni. Cosa sono i FET? Sono dispositivi elettronici caratterizzati da un substrato di materiale semiconduttore drogato, a tre terminali.
Nuovi TEF ibridi
Gli scienziati hanno realizzato due FET ibridi costituiti da strati alternati e spessi solo pochi atomi di bisolfuro di molibdeno e grafene, e dotati di contatti in oro. Un elettrolita in gel solido è stato quindi utilizzato tra i due FET per costruire un supercondensatore a stato solido. Il tutto poggiato su una base di biossido di silicio e silicio.
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Il dispositivo finale ha mostrato “in determinate condizioni” una capacità aumentata del 3000%. Gli scienziati spiegano che questo è solo l’inizio. L’obiettivo a breve termine è sostituire il molibdeno con altri materiali per incrementare ulteriormente la capacità di accumulo del micro supercondensatore. Ma il team sostiene che già oggi il dispositivo sia perfettamente funzionante e possa essere implementato in dispositivi di energy storage. La ricerca è consultabile su ACS Energy Letters (testo in inglese).
