Le plastiche elettroconduttive possono dare una mano importante alla tecnologia dei supercapacitor. Succede negli Stati Uniti dove un gruppo di scienziati ha realizzato elettrodi per supercondensatori in plastica e grafene, raggiungendo una durata e prestazioni eccezionali. Ci troviamo all’università della California di Los Angeles, dove il chimico Maher El-Kady e alcuni colleghi hanno sviluppato un metodo semplice, economico e in un unico passaggio per creare un materiale composito PEDOT/grafene nanostrutturato e densamente compattato.
Cosa è il PEDOT?
Per i non addetti ai lavori, il PEDOT – abbreviazione di poli(3,4-etilendiossitiofene) – è una delle pellicole plastiche elettroconduttive oggi più utilizzate. Si tratta di un polimero otticamente trasparente nel suo stato conduttore, dotato di stabilità, moderato gap di banda e basso potenziale redox. Le sue applicazioni includono pellicole fotografiche, dispositivi touch screen, display elettrocromici e celle solari organiche.
Tuttavia per realizzare elettrodi di superconduttori la tradizionale forma della pellicola, sottile e piatta, non era adatta né abbastanza funzionale. Serviva piuttosto una struttura compatta ma ad ampia superficie, in grado di aumentare la quantità di energia immagazinabile. Ecco perché i ricercatori hanno sviluppato in un materiale spesso, simile visivamente a una pelliccia o a ciuffi d’erba e composto da nanofibre verticali in PEDOT.
Supercondensatori in plastica, come coltivare nanofibre di PEDOT
L’aspetto clou della ricerca risiede proprio nel metodi di sintesi. Il team ha aggiunto una goccia di liquido contenente nanofibre di ossido di grafene e cloruro ferrico su un foglio di grafite, e quindi hanno esposto il campione a un vapore di molecole precursori (i monomeri EDOT).
“La crescita verticale unica del materiale ci consente di creare elettrodi PEDOT che immagazzinano molta più energia del polimero tradizionale”, ha affermato El-Kady. “La carica elettrica è, infatti, immagazzinata sulla superficie del materiale e i film PEDOT tradizionali non hanno abbastanza superficie per trattenere molta carica”.
I risultati della ricerca
Il risultato è dunque un materiale composito PEDOT/grafene nanostrutturato e densamente compattato, sfruttabile come elettrodo per supercondensatori.
I test di laboratorio hanno mostrato per questo composto un’eccellente capacità di accumulo di carica, vale a dire oltre 4.600 milliFarad per centimetro quadrato, e una straordinaria stabilità ciclica, raggiungendo quasi 100.000 cicli.
Questi progressi aprono la porta a supercapacitor non sono solo più veloci ed efficienti, ma anche più duraturi. Lo studio è stato pubblicato su Advanced Functional Materials (testo in inglese).
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