Une équipe de recherche KAIST a développé un nouveau dispositif de stockage d'énergie hybride qui peut être chargé en moins d'une demi-minute. Il utilise des électrolytes aqueux au lieu de solvants organiques inflammables, il est donc à la fois écologique et sûr. Il facilite également une charge d'appoint à haute densité énergétique, ce qui le rend approprié pour les appareils électroniques portables.

Le professeur Jeung Ku Kang et son équipe de la Graduate School of Energy, Environnement, L'eau, et Sustainability a développé ce stockage d'énergie hybride avec des densités d'énergie et de puissance élevées sur une longue durée de vie en assemblant des anodes en chaîne polymère de type fibre et des cathodes en oxyde métallique à l'échelle inférieure à l'échelle nanométrique sur du graphène.

Les dispositifs de stockage d'énergie conventionnels à base d'électrolyte aqueux ont une limitation pour augmenter les charges et une densité d'énergie élevée en raison de la faible tension de commande et d'une pénurie de matériaux d'anode. La capacité du dispositif de stockage d'énergie est déterminée par les deux électrodes, et l'équilibre entre cathode et anode conduit à une stabilité élevée. En général, deux électrodes présentent des différences dans les propriétés électriques et diffèrent dans les processus de mécanisme de stockage d'ions, résultant en un mauvais stockage et une stabilité du déséquilibre.

L'équipe de recherche a proposé de nouvelles structures et de nouveaux matériaux pour faciliter la vitesse rapide d'échange d'énergie sur les surfaces des électrodes et minimiser la perte d'énergie entre les deux électrodes.

L'équipe a fabriqué des anodes avec des matériaux de chaîne polymère à base de graphène. La structure en forme de toile du graphène conduit à une surface élevée, permettant ainsi une capacité plus élevée.

Pour les matériaux cathodiques, l'équipe a utilisé de l'oxyde métallique dans des structures à l'échelle inférieure à l'échelle nanométrique pour élever les réactions d'oxydoréduction atome par ion. Cette méthode a permis d'obtenir une densité d'énergie plus élevée et un échange d'énergie plus rapide tout en minimisant les pertes d'énergie.

L'appareil développé peut être chargé en 20 à 30 secondes à l'aide d'un système de charge basse consommation, comme un chargeur à découpage USB ou une cellule photovoltaïque flexible. Le dispositif d'énergie hybride aqueuse développé présente une densité de puissance plus de 100 fois supérieure à celle des batteries aqueuses conventionnelles et peut être rechargé rapidement. Plus loin, le dispositif a montré une stabilité élevée avec sa capacité maintenue à 100 % à un courant de charge/décharge élevé.

Le professeur Kang a dit, "Cette technologie respectueuse de l'environnement peut être facilement fabriquée et est hautement applicable. En particulier, sa grande capacité et sa grande stabilité, par rapport aux technologies existantes, pourrait contribuer à la commercialisation de condensateurs aqueux. L'appareil peut être chargé rapidement à l'aide d'un système de charge à faible puissance, et peut donc être appliqué à un appareil électronique portable."