Récemment, un groupe de recherche dirigé par le professeur Wang Zhenyang de l'Institute of Solid State Physics des Hefei Institutes of Physical Science (HFIPS) a présenté une nouvelle méthode pour préparer des supercondensateurs hautes performances avec une densité de stockage d'énergie ultra-élevée.

La construction de cadres de graphène 3-D avec une ultra-épaisseur et des chemins de transport d'ions riches est d'une grande importance pour l'application pratique des supercondensateurs au graphène. Cependant, dans des électrodes plus épaisses, la capacité globale de stockage d'énergie est limitée par l'apport insuffisant d'ions à la surface du matériau de l'électrode et les mauvaises propriétés de transport d'électrons.

Dans ce travail, armatures de graphène 3D ultra-épaisses induites par laser, avec une épaisseur jusqu'à 320 m, ont été directement cultivés sur le polyimide synthétisé en optimisant la sensibilité thermique du polyimide pour augmenter la profondeur de pénétration du laser. Ainsi, des pores hiérarchisés ont été obtenus grâce à la libération rapide de produits gazeux lors du rayonnement laser, ce qui a facilité le transport rapide des ions.

Cette nouvelle structure a bien équilibré la contradiction entre l'épaisseur de l'électrode et le transport rapide des ions. Le polypyrrole pseudocapacitif a ensuite été introduit dans les armatures de graphène pour préparer des électrodes composites, qui montrent des capacités spécifiques aussi élevées que 2412,2 mF cm ^-2 à 0,5 mA cm ^-2 .

Par conséquent, des micro-supercondensateurs à semi-conducteurs flexibles ont été construits avec une densité d'énergie élevée de 134,4 μWh cm ^-2 à une densité de puissance de 325 μW cm ^-2 .

Ces résultats montrent que ces électrodes de graphène ultra-épaisses ont un grand potentiel dans l'application de supercondensateurs qui promettent une densité de stockage d'énergie élevée.