(Phys.org) - Une équipe de chercheurs affiliés à des institutions aux États-Unis, La Chine et le Royaume d'Arabie saoudite ont mis au point un nouveau type de cadre d'électrode en graphène poreux capable de fournir une charge très efficace. Dans leur article publié dans la revue Science , le groupe décrit comment ils ont surmonté les conflits traditionnels survenant entre les compromis impliquant la densité et la vitesse pour produire une électrode capable de faciliter le transport rapide des ions. Hui-Ming Cheng et Feng Li de l'Académie chinoise des sciences proposent un article en perspective sur le travail effectué par l'équipe dans le même numéro de revue, et inclure leurs propres opinions concernant la direction probable de ce travail.

Dans un monde parfait, les batteries auraient un stockage d'énergie illimité fourni à des vitesses suffisamment élevées pour alimenter des appareils aux besoins illimités. Le phaseur de Star Trek , par exemple, nécessiterait beaucoup plus de puissance et de vitesse que ce qui est possible dans les appareils d'aujourd'hui. Bien qu'il soit peu probable qu'une telle technologie se réalise un jour, il semble possible que les batteries du futur fonctionnent bien mieux qu'aujourd'hui, probablement en raison de matériaux nanostructurés - ils se sont déjà montrés prometteurs lorsqu'ils sont utilisés comme matériau d'électrode en raison de leurs propriétés uniques. Malheureusement, leur utilisation a été limitée jusqu'à présent en raison de la nature ultrafine des électrodes résultantes et de leurs charges massiques extrêmement faibles par rapport à celles actuellement utilisées. Dans ce nouvel effort, les chercheurs rapportent une nouvelle façon de créer une électrode à l'aide de graphène qui surmonte ces limitations.

L'électrode qu'ils ont construite est poreuse, ce qui dans ce cas signifie qu'il a des trous dedans. Ces trous, comme le notent Cheng et Li, permettent un meilleur transport de charge tout en offrant une meilleure densité de rétention de capacité. Le cadre de graphène qu'ils ont construit, ils notent, offre un moyen supérieur de transport d'électrons et sa nature poreuse permet un taux de diffusion ionique élevé - les trous forcent les ions à prendre des raccourcis, réduire la diffusion.

Cheng et Li suggèrent que le nouveau travail est susceptible d'inspirer des conceptions similaires dans la recherche de meilleurs matériaux d'électrode, qu'ils suggèrent en outre semble susceptible de conduire à de nouvelles électrodes qui ne sont pas seulement pratiques, mais ont des charges de masse élevées.

© 2017 Phys.org