(Phys.org)—L'apparence standard des appareils électroniques d'aujourd'hui comme solide, les objets noirs pourraient un jour changer complètement à mesure que les chercheurs fabriquent des composants électroniques transparents et flexibles. Travaillant vers cet objectif, les chercheurs d'une nouvelle étude ont développé transparent, supercondensateurs flexibles constitués de films de nanotubes de carbone. Les appareils hautes performances pourraient un jour être utilisés pour stocker de l'énergie pour tout, de l'électronique portable au photovoltaïque.

Les chercheurs, Kanninen et al. , d'institutions en Finlande et en Russie, ont publié un article sur les nouveaux supercondensateurs dans un récent numéro de Nanotechnologie .

En général, les supercondensateurs peuvent stocker plusieurs fois plus de charge dans un volume ou une masse donnés que les condensateurs traditionnels, avoir des taux de charge et de décharge plus rapides, et sont très stables. Au cours des dernières années, les chercheurs ont commencé à travailler sur la fabrication de supercondensateurs transparents et flexibles en raison de leur utilisation potentielle dans une grande variété d'applications.

« Les applications potentielles peuvent être grossièrement divisées en deux catégories :les produits à haute valeur esthétique, tels que des bandes d'activité et des vêtements intelligents, et des utilisations finales intrinsèquement transparentes, tels que les écrans et les fenêtres, " co-auteur Tanja Kallio, professeur agrégé à l'Université Aalto, actuellement professeur invité à l'Institut des sciences et technologies de Skolkovo, Raconté Phys.org . "Ces derniers comprennent, par exemple, des applications futures telles que les fenêtres intelligentes pour les automobiles et les véhicules aérospatiaux, écrans enroulés autoalimentés, optoélectronique portable auto-alimentée, et peau électronique."

Le type de supercondensateur développé ici, appelé condensateur électrochimique à double couche, est basé sur du carbone de grande surface. Un candidat de choix pour ce matériau est les nanotubes de carbone à paroi unique en raison de leur combinaison de nombreuses propriétés attrayantes, comprenant une grande surface, haute résistance, haute élasticité, et la capacité de résister à des courants extrêmement élevés, ce qui est essentiel pour une charge et une décharge rapides.

Le problème jusqu'à présent, cependant, a été que les nanotubes de carbone doivent être préparés sous forme de films minces afin d'être utilisés comme électrodes dans des supercondensateurs. Les techniques actuelles de préparation de films minces de nanotubes de carbone monoparoi présentent des inconvénients, aboutissant souvent à des nanotubes défectueux, conductivité limitée, et d'autres limitations de performances.

Dans la nouvelle étude, les chercheurs ont démontré une nouvelle méthode pour fabriquer des films minces constitués de nanotubes de carbone à paroi unique à l'aide d'une méthode de synthèse d'aérosol en une étape. Lorsqu'il est incorporé dans un supercondensateur, les films minces présentent la transparence la plus élevée à ce jour (92 %), la capacité massique spécifique la plus élevée (178 F/g), et l'une des capacités spécifiques de zone les plus élevées (552 µF/cm ² ) par rapport à d'autres à base de carbone, souple, supercondensateurs transparents. Les films ont également une grande stabilité, comme le démontre le fait que leur capacité ne se dégrade pas après 10, 000 cycles de charge.

Avec ces avantages, le nouveau dispositif illustre l'amélioration continue dans le développement de transparents, supercondensateurs flexibles. À l'avenir, les chercheurs prévoient d'améliorer encore la densité énergétique, la flexibilité, et la durabilité, et rendre également les supercondensateurs extensibles.

"Une autre caractéristique importante à réaliser et attendue de toute urgence dans l'électronique future est l'extensibilité des matériaux conducteurs et des composants électroniques assemblés, " a déclaré le co-auteur Albert Nasibulin, professeur à l'Institut des sciences et technologies de Skolkovo et professeur adjoint à l'Université Aalto. "Avec Tanja, nous travaillons actuellement sur un nouveau type de supercondensateur à nanotubes de carbone monoparoi extensible et transparent. Nous sommes convaincus que l'on peut créer des prototypes à base de nanotubes de carbone qui pourraient résister à un allongement de 100 % sans dégradation des performances. »

© 2016 Phys.org