Une équipe internationale de chercheurs en matériaux, dont le Dr Yury Gogotsi de l'Université Drexel, a donné au monde de l'ingénierie un meilleur aperçu des fonctions internes des électrodes des supercondensateurs - le faible coût, dispositifs de stockage d'énergie légers utilisés dans de nombreux appareils électroniques, transport et de nombreuses autres applications. Dans un article publié dans l'édition du 4 mars de Matériaux naturels, Gogotsi, et ses collaborateurs des universités de France et d'Angleterre, faire un pas de plus vers la recherche d'une solution à la demande mondiale de sources d'énergie durables.
Gogotsi, professeur au Drexel's College of Engineering et directeur de l'A.J. Institut Drexel de nanotechnologie, en équipe avec Mathieu Salanne, Céline Merlet et Benjamin Rotenberg de l'Université Paris 06, Paul A. Madden de l'Université d'Oxford et Patrice Simon et Pierre-Louis Taberna de l'Université Paul Sabatier. Ce que le groupe a produit est la première image quantitative de la structure du liquide ionique absorbé à l'intérieur des électrodes de carbone microporeuses désordonnées dans les supercondensateurs. Les supercondensateurs ont la capacité de stocker et de fournir plus d'énergie que les batteries; de plus, ils peuvent durer jusqu'à un million de cycles de charge-décharge. Ces caractéristiques sont importantes en raison du caractère intermittent de la production d'énergie renouvelable.
Selon les chercheurs, l'excellente performance des supercondensateurs est due à l'adsorption d'ions dans les électrodes de carbone poreuses. Le mécanisme moléculaire du comportement des ions dans les pores plus petits qu'un nanomètre - un milliardième de mètre - reste mal compris. Le mécanisme proposé dans cette recherche ouvre la porte à la conception de matériaux avec des capacités de stockage d'énergie améliorées.
Les auteurs suggèrent que pour construire des matériaux plus performants, les chercheurs doivent savoir si l'augmentation du stockage d'énergie n'est due qu'à une grande surface ou si la taille et la géométrie des pores jouent également un rôle. Les résultats de cette étude fournissent des orientations pour le développement de meilleurs dispositifs de stockage d'énergie électrique qui permettront à terme une large utilisation des sources d'énergie renouvelables.
"Cette percée dans la compréhension des mécanismes de stockage d'énergie est devenue possible grâce à la collaboration entre des groupes de recherche de quatre universités dans trois pays, " dit Gogotsi. " De plus, l'équipe a utilisé des modèles de structure du carbone développés par nos collègues Dr Jeremy Palmer et Dr Keith Gubbins de la North Carolina State University. C'est une démonstration claire de l'importance de la collaboration entre les scientifiques travaillant dans différentes disciplines et même dans différents pays."
