(a) schéma du supercondensateur en papier symétrique avec la structure des électrodes PNB (b) image du supercondensateur fabriqué (c) image du supercondensateur en papier dans l'état de courbure. Crédit: Héliyon DOI :10.1016/j.heliyon.2018.e00862
Une équipe de chercheurs du Centre de recherche en physique des plasmas, Branche des sciences et de la recherche de l'Université islamique Azad à Téhéran, L'Iran, ont découvert un moyen de fabriquer des supercondensateurs en papier pour le stockage de l'électricité, selon une nouvelle étude publiée dans la revue Héliyon . À une feuille d'épaisseur, ces nouveaux supercondensateurs peuvent se plier, plier, fléchir, et détiennent toujours l'électricité.
Le terme "supercondensateurs" est réservé aux appareils qui détiennent plus de 10 fois plus d'énergie par unité de volume qu'un condensateur traditionnel, et qui peut se charger et se décharger rapidement. Les supercondensateurs en papier sont plus légers et moins chers que les autres types et ceux développés par l'auteur principal, Le groupe du Dr Leila Fekri Aval est plus flexible que les précédents supercondensateurs en papier, leur donnant une toute nouvelle gamme d'utilisations potentielles. "Dans le futur proche, les applications industrielles et artisanales de ces types de supercondensateurs augmenteront et le coût diminuera, les rendre accessibles au public, " explique le Dr Aval.
Aujourd'hui, si vous avez besoin de stocker une grande quantité d'énergie, vous aurez généralement besoin d'utiliser de grandes, piles rechargeables lourdes. Les supercondensateurs peuvent le faire aussi, mais à un niveau supérieur :elles se chargent et se déchargent plus rapidement que les batteries conventionnelles, en quelques minutes plutôt qu'en heures, et elles peuvent être chargées et déchargées plus de fois au cours de leur durée de vie.
Carbone, prenant la forme de nanotubes de carbone dans les condensateurs et supercondensateurs actuels, contient les propriétés idéales pour stocker efficacement l'énergie. Depuis les années 1950, les chercheurs ont exploité sa résistance et son excellente conductivité thermique et électrique; le carbone est aussi fort, élastique et flexible afin qu'il puisse se plier et s'étirer facilement.
L'équipe de chercheurs a étudié la structure des supercondensateurs commerciaux et en a produit un qui utilise une feuille de papier nanotube de carbone avec différentes couches. Ils ont utilisé du titanate de baryum pour séparer les couches, ce qui est plus économique que tout autre composé. Les nouveaux supraconducteurs en papier peuvent stocker efficacement l'énergie même s'ils sont enroulés ou pliés.
Les applications potentielles de ces nouveaux dispositifs sont vastes :Implants médicaux, taches de peau, Technologie portative, et un nouveau stockage d'énergie à grande échelle pour les transports domestiques et commerciaux et les emballages intelligents. Imaginer, par exemple, en utilisant une tablette informatique qui peut s'enrouler et se glisser dans votre poche ou un téléphone qui fait partie de votre manteau, ou charger votre téléphone avec une batterie qui fait partie de vos vêtements.
Le Dr Aval prévoit que les applications commerciales et domestiques de ces supercondensateurs augmenteront bientôt et que les coûts diminueront, la technologie deviendra donc disponible pour le marché de masse. "L'énergie est notre défi le plus important à l'avenir, " a déclaré le Dr Aval. " Il est important de construire un appareil qui stocke l'énergie, a une puissance et une densité d'énergie élevées, mais à petit prix. C'est ce qui a inspiré nos recherches sur les supercondensateurs en papier."