Une nouvelle conception avec une configuration d'électrodes empilées en alternance a permis d'améliorer les performances volumétriques des supercondensateurs et d'atteindre une densité d'énergie élevée sans sacrifier les performances énergétiques.

Cette recherche, qui a introduit pour la première fois la structure d'électrodes empilées en alternance dans un système de stockage d'énergie compact, a été menée par le professeur Han Fangming de l'Institut de physique du solide, Hefei Institutes of Physical Science et le professeur WEI Bingqing de l'Université du Delaware, Newark, NOUS..

Dans ce travail, les chercheurs ont conçu une structure d'électrodes à films empilés alternativement multicouches utilisant du Ti 3 C 2 T X des films (MXene) comme électrodes, et électrolyte en gel comme séparateur.

Cette nouvelle structure pourrait raccourcir la distance de transport des ions sous des charges massiques élevées, et augmenter la charge massique de matière active à l'échelle de l'appareil, sans augmenter les charges de masse de chaque électrode unique.

Ainsi, le supercondensateur avec la configuration empilée en alternance a montré une capacité surfacique ultra-élevée de 10,8 F cm ^-2 , densité d'énergie volumétrique élevée de 10,4 mWh cm ^-3 à 75,0 mWcm ^-3 , et simultanément maintenu des performances de puissance élevées

"Il a les valeurs les plus élevées dans un système électrolytique en gel aqueux par rapport à la littérature, " a déclaré le professeur Han.

Avec la tendance à la miniaturisation et à la portabilité des appareils électroniques, il est essentiel d'améliorer la densité énergétique volumétrique des dispositifs électrochimiques de stockage d'énergie. Des charges de masse élevées peuvent diminuer le rapport des composants inactifs au niveau de l'appareil, conduisant ainsi à une densité énergétique accrue ainsi qu'à une diminution des coûts.

Malheureusement, l'augmentation des charges massiques se fait généralement au prix de pertes de capacité spécifique et de densité de puissance.

Cette nouvelle conception pourrait offrir une nouvelle approche pour atteindre une densité d'énergie surfacique et volumétrique élevée dans les dispositifs de stockage d'énergie électrochimique avec des charges massiques élevées de matériaux actifs.