(PhysOrg.com) -- La conversion aux sources d'énergie renouvelables comme le vent et le soleil n'est qu'une question de temps. Parce que le vent et le rayonnement solaire varient en force, l'augmentation des sources d'énergie renouvelables entraînera des fluctuations importantes du réseau électrique. Celles-ci doivent être absorbées par des systèmes de stockage d'énergie. Ce besoin pourrait être satisfait par un dispositif appelé supercondensateur.

John Q. Xiao et son équipe à l'Université du Delaware (Newark, USA) ont maintenant développé un nouveau procédé pour la production d'électrodes en oxyde de nickel/nanocomposites de nickel pour les supercondensateurs électrochimiques. Comme le rapportent les chercheurs dans la revue Angewandte Chemie , leur processus est simple et rentable, et pourrait être étendu à l'industrie.

Les supercondensateurs combinent les avantages des condensateurs et des batteries classiques :Comme un condensateur, ils peuvent fournir rapidement des densités de courant élevées à la demande ; comme une batterie, ils peuvent stocker une grande quantité d'énergie électrique. Les supercondensateurs sont constitués de doubles couches électrochimiques sur les électrodes lorsqu'elles sont mouillées par un électrolyte. Lorsqu'une tension est appliquée, des ions de polarité opposée s'accumulent aux deux électrodes, formant des zones ultra-minces de porteurs de charge immobiles.

Le problème est que la plupart des processus de production des électrodes nanostructurées requises sont soit trop sensibles pour fonctionner à l'échelle industrielle, soit nécessitent l'ajout de substances qui interfèrent ensuite avec la fonction des électrodes. Parfois, la résistance électrique des matériaux est trop élevée. L'équipe de Xiao a maintenant développé un nouveau procédé pour la production d'électrodes à partir d'un nanocomposite oxyde de nickel/nickel capable de surmonter ces obstacles.

Les scientifiques produisent d'abord des nanoparticules de nickel. polyalcools à haut point d'ébullition, connu sous le nom de polyols, servir de milieu réactionnel. Ceux-ci couvrent les surfaces de croissance des cristaux germes, formant de petites particules sphériques. Les nanoparticules sont ensuite pressées en pastilles et déposées sur une face d'une très fine feuille de platine, qui agit plus tard comme collecteur de courant. Le recuit à 250 °C forme une couche d'oxyde de nickel (NiO) autour de la pastille, qui est la couche active réelle du supercondensateur. Il en résulte un compact, stable, électrodes Ni/NiO très poreuses ne nécessitant pas de support. L'hydroxyde de potassium sert d'électrolyte.

Pendant le processus de charge, OH ^– les ions sont liés au NiO, dégageant des électrons. Le processus est inversé lorsque l'énergie électrique stockée est prélevée sous forme de courant. Sa granularité élevée confère au matériau une grande surface intérieure, fournissant de bonnes voies de diffusion pour les ions. À la fois, le réseau conducteur des particules métalliques est maintenu, ce qui est important pour une conductivité électrique élevée. Ces caractéristiques sont à l'origine de la capacité étonnamment élevée des électrodes ainsi que de leur densité de puissance et de courant élevée pendant les cycles de charge/décharge.