Uno studio internazionale ha raggiunto il più alto livello di capacità specifica mai segnalato nei materiali impiegati nella realizzazione di supercapacitor
Raggiunta una pietra miliare nella capacità di accumulo
(Rinnovabili.it) – Ben 638 Farad per grammo. Questo il livello di capacità specifica raggiunto dal nuovo materiale per supercondensatori, frutto di una ricerca congiunta Grecia-Polonia-Texas. Il nutrito gruppo di scienziati, guidati da Luis Echegoyen dell’Università del Texas a El Paso, e Marta Plonska-Brzezinskadella Medical University di Bialystok, ha trovato un modo per alzare a livelli record la capacità di accumulo di questi dispositivi strutturando un materiale con proprietà fisico-chimiche uniche.
Supercondensatori, cosa sono?
I supercondensatori o supercapacitors sono dispositivi che immagazzinano l’energia elettrostatica utilizzando superfici con carica anziché reazioni chimiche come avviene nelle tradizionali batterie. Sono costituiti da due conduttori elettrici (armature) separati da uno strato isolante (pellicola dielettrica). Il funzionamento è semplice: quando si applica una tensione elettrica alle armature, le cariche si separano – quelle positive vengono attratte verso l’elettrodo negativo e quelle negative dall’elettrodo positivo – polarizzando il dielettrico. Questo permette loro di immagazzinare energia direttamente e con una velocità superiore a quella delle batterie, garantendo nel contempo una vita più lunga. Di contro, tuttavia, offrono una capacità di accumulo notevolmente più bassa, il che limita la gamma di potenziali applicazioni.
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Aumentare la capacità di accumulo con le nano-cipolle
Il nuovo supercondensatore progettato da Echegoyen e Plonska-Brzezinska ha raggiunto un alto livello record di capacità specifica, utilizzando un materiale con una struttura centrale a “nano-cipolla” di carbonio. Questa particolare architettura crea un numero maggiori di pori che a loro volta consentono l’immagazzinamento di un volume più elevato di energia. Il risultato? A 4 A/g, il materiale mostra una capacità di 547 F/g che corrisponde a una densità di potenza di 1.730 W/kg e una densità di energia di 43 Wh/kg. In soluzioni acquose si raggiunge il record di 638 F/g.
I test hanno anche mostrato che la capacità di accumulo si mantiene al 92% dei valori iniziali dopo dopo 10.000 cicli di carica scarica. “Questo è un grande passo avanti e ci avvicina al raggiungimento di supercondensatori con un’elevata densità di energia, che cambierebbe radicalmente il modo in cui immagazziniamo e gestiamo l’energia”, ha affermato Echegoyen. Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Scientific Reports (testo in inglese).
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