Mochis NoticiasCienciaLos ácidos permiten electrodos adhesivos para supercondensadores delgados y flexibles – Scientific Inquirer
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Los ácidos permiten electrodos adhesivos para supercondensadores delgados y flexibles – Scientific Inquirer

Los supercondensadores tienen la magnífica capacidad de capturar y almacenar energía. Los investigadores pueden utilizar diferentes materiales y métodos de fabricación para hacerlos flexibles, delgados y adecuados para su uso en dispositivos electrónicos portátiles o implantables, como relojes inteligentes o marcapasos, pero esos enfoques tienden a ser complicados y costosos. Ahora, sin embargo, un equipo de la Universidad de Jilin en China ha desarrollado un tipo de electrodo todo en uno que resuelve uno de los principales problemas que enfrenta el avance de los supercondensadores 2D flexibles: hacer que los componentes funcionen sinérgicamente.

«Los supercondensadores 2D flexibles suelen sufrir procedimientos de fabricación complicados y lentos y una resistencia mecánica deficiente», dijo el autor correspondiente Wen Li, profesor de la Universidad de Jilin en China. «En este estudio, creamos un nuevo tipo de electrodo adhesivo todo en uno que no sólo puede simplificar el proceso de fabricación sino también superar el desplazamiento interfacial de los supercondensadores convencionales».



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Los supercondensadores 2D flexibles suelen ser una estructura apilada tipo sándwich o una estructura 2D plana. Bajo deformaciones mecánicas repetidas, la interfaz entre los electrodos y el electrolito puede desplazarse, haciendo que el contacto interfacial sea menos efectivo.

«Sin embargo, la tensión de masa no coincidente entre el electrodo y las capas de electrolito generalmente causa el inevitable desplazamiento interfacial y la delaminación durante la deformación mecánica repetida, dando lugar a un aumento significativo en la resistencia de contacto interfacial entre los electrodos y las capas de electrolito», dijo Li. “Como resultado, la tasa de carga/descarga se reduce considerablemente y se suprimen el rendimiento del almacenamiento de energía y la estabilidad. Lo que es más frustrante, los dispositivos de supercondensadores flexibles integrados en serie para salidas de alto voltaje todavía dependen de muchos cables metálicos conductores, lo que limita en gran medida la flexibilidad, la tolerancia deformable y su miniaturización para aplicaciones prácticas».


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Para resolver problemas interfaciales y eliminar cables, los investigadores combinaron HPA con aminoácidos y materiales de carbono para construir un tipo de pegamento húmedo todo en uno que transporta simultáneamente conducción de electrones, propiedades redox, deformación mecánica y adhesividad. Los heteropoliácidos (HPA), que sirven como una clase de grupos inorgánicos de tamaño nanométrico con actividad redox rápida y reversible, permiten que el supercondensador cargue y descargue energía de manera rápida y confiable. Los aminoácidos ayudan a que los HPA se vuelvan más flexibles, mientras que los materiales de carbono contribuyen a la conducción electrónica. Modelaron el pegamento húmedo resultante en paralelo para formar electrodos flexibles. Después de cerrar la brecha entre los electrodos paralelos mediante la inyección de electrolito en gel, pueden crear convenientemente un supercondensador 2D flexible.

“Descubrimos que los componentes de carbono mejoraron la conducción electrónica; la química de los aminoácidos contribuye a la adhesión interfacial; «Y los grupos HPA impidieron que se formaran estructuras más grandes y dotaron al electrodo de transferencia de electrones y capacidad de almacenamiento», dijo Li. «Los adhesivos resultantes son materiales adaptables y deformables que facilitan el desarrollo de supercondensadores 2D flexibles para salida de alto voltaje sin metales». interconecta.»

CRÉDITO DE LA IMAGEN: Polioxometalatos, Tsinghua University Press


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