_ Acizii permit electrozi adezivi pentru subțiri , supercondensatori flexibili

Supercondensatorii au capacitatea superbă de a capta și stoca energie. Cercetătorii pot folosi diferite materiale și metode de fabricare pentru a le face flexibile, subțiri și adecvate pentru utilizarea în electronice portabile sau implantabile, cum ar fi ceasurile inteligente sau stimulatoarele cardiace, dar aceste abordări tind să fie complicate și costisitoare. Acum, totuși, o echipă de la Universitatea Jilin din China a dezvoltat un fel de electrod adeziv all-in-one care rezolvă una dintre problemele majore cu care se confruntă avansarea supercondensatorilor 2D flexibili - făcând componentele să funcționeze sinergic.

Ei și-au publicat descoperirile pe 29 martie 2024 în Polyoxometalates.

„Supercondensatorii 2D flexibili suferă de obicei de proceduri de fabricare complicate și consumatoare de timp și rezistență mecanică slabă”, a declarat autorul corespondent Wen Li, profesor de la Universitatea Jilin în China. „În acest studiu, am creat un nou tip de electrod adeziv all-in-one care nu numai că poate simplifica procesul de fabricație, ci și poate depăși deplasarea interfațală a supercondensatorilor convenționali.”

Supercondensatorii 2D flexibili sunt de obicei sandwich. structură stivuită sau structură plată 2D. În cazul deformărilor mecanice repetate, interfața dintre electrozi și electrolit poate deveni deplasată, făcând contactul interfacial mai puțin eficient.

„Cu toate acestea, deformarea în vrac nepotrivită dintre electrod și straturile de electrolit provoacă de obicei deplasarea interfațală inevitabilă. și delaminarea în timpul deformărilor mecanice repetate, dând naștere la o creștere semnificativă a rezistenței de contact interfacial dintre electrozi și straturile de electroliți", a spus Li.

"Ca urmare, rata de încărcare/descărcare este puternic diminuată și Performanța de stocare a energiei, precum și stabilitatea sunt suprimate. Mai frustrant, dispozitivele supercondensatoare flexibile integrate în serie pentru ieșire de înaltă tensiune depind încă de o mulțime de fire metalice conductoare, care limitează în mare măsură flexibilitatea, toleranța deformabilă și miniaturizarea pentru aplicații practice."

Pentru a rezolva problemele de interfață și a elimina firele, cercetătorii au combinat HPA cu aminoacizi și materiale de carbon pentru a construi un fel de adeziv umed all-in-one care transportă simultan conducție electronică, proprietate redox, deformare mecanică și adezivitate. . Acizii heteropoli (HPA), care servesc ca o clasă de clustere anorganice de dimensiuni nano, cu activitate redox rapidă și reversibilă, permit supercondensatorului să încarce și să descarce energie rapid și fiabil.

Aminoacizii ajută HPA-urile să devină mai flexibile. , în timp ce materialele de carbon contribuie la conducerea electronică. Au modelat adezivul umed rezultat într-o manieră paralelă pentru a forma electrozi flexibili. După ce au realizat o punte între electrozii paraleli prin injectarea unui gel-electrolit, aceștia pot crea în mod convenabil un supercondensator 2D flexibil.

„Am descoperit că componentele de carbon au îmbunătățit conducția electronică; chimia aminoacizilor contribuie la adeziunea interfaciala; iar grupurile HPA au impiedicat ambele structuri mai mari sa se formeze si au dotat electrodul cu transfer de electroni si capacitate de stocare”, a spus Li.

„Adezivii rezultati sunt materiale adaptabile si deformabile care faciliteaza dezvoltarea de supercondensatori 2D flexibili pentru ieșire de înaltă tensiune cu interconexiuni fără metal.”

Cercetătorii au spus că vor încerca să creeze supercondensatori 2D flexibili, independenți de substrat și miniaturali, pentru dezvoltarea dispozitivelor de putere implantabile.

Alți contribuitori sunt Chuanling Mu și Zhanglei Du; ambii studenți au studiat împreună cu Li la Universitatea Jilin.

(Fluierul)