En contrôlant la formation de rouille en solution, des chercheurs en arts et sciences ont développé un tapis poreux d'un micromètre d'épaisseur de fibres conductrices fixé à un tissu doux, couche souple de plastique organique. Ce nouveau dispositif de stockage d'énergie peut résister à un coup de marteau plus de 40 fois. Crédit :Laboratoire D'Arcy / Washington University
Des chercheurs de l'Université de Washington à St. Louis ont fabriqué un dispositif de stockage d'énergie qui peut résister à un marteau qui le frappe plus de 40 fois. Le supercondensateur incassable est également ininflammable, contrairement aux batteries lithium-ion. Le nouvel ouvrage fait la couverture du numéro du 23 avril de la revue Sustainable Energy and Fuels.
"La chute accidentelle de l'électronique, comme un ordinateur portable ou un téléphone portable, est un scénario courant pouvant entraîner la défaillance de l'appareil, " dit Julio D'Arcy, professeur assistant de chimie en Arts et Sciences. "Dans certains cas, les dispositifs de stockage d'énergie prennent feu en raison d'une défaillance causée par un impact. Le risque de dommages par impact ne fera qu'augmenter à mesure que l'électronique deviendra plus flexible et s'usera sur le corps humain."
Hongmin Wang, un doctorat candidat en chimie qui travaille dans le laboratoire de D'Arcy, a dirigé l'effort pour créer le nouveau matériel.
En contrôlant la formation de rouille en solution, les chercheurs ont fait pousser un tapis poreux d'un micromètre d'épaisseur de fibres conductrices fixé à un couche souple de plastique organique. Le résultat est quelque peu similaire à un sandwich à face ouverte.
"C'est le même mécanisme qui est responsable de la formation de rouille à la surface d'une pièce d'acier humide, " D'Arcy a dit. " Tiens, nous avons soigneusement conçu l'orientation de la nanostructure afin qu'un film polymère s'assemble parallèlement à une surface rouillée. Il produit un tapis entrelacé de nanofibres polymères avec une structure semblable à un textile qui est flexible et idéale pour stocker de l'énergie dans un supercondensateur."
Les chercheurs ont plié leur nouveau matériau sous différents angles encore et encore. Ils l'ont martelé à plusieurs reprises, et ils l'ont également testé contre un impact équivalent à une collision de voiture à 30 mph. La même quantité d'impact briserait d'autres matériaux tels que le métal et le carbone.
L'appareil a bien résisté à ces épreuves extrêmes :après le premier coup de marteau, il a conservé 80 pour cent de sa capacité à stocker l'énergie à des rendements maximaux ; après 40 frappes répétées, il était encore à 74 pour cent.
