Le développement de la flexibilité, la microélectronique portable et implantable a accéléré le besoin de dispositifs de stockage d'énergie miniaturisés et intégrés avec des propriétés mécaniquement robustes, haute tension, et une intégration hautement compatible.

Les micro-supercondensateurs (MSC) ont une densité de puissance ultra-élevée, taux de charge et de décharge rapide, et stabilité de longue durée, qui recèlent un grand potentiel pour la microélectronique. Cependant, ils souffrent d'une densité d'énergie relativement faible et d'une fenêtre de potentiel étroite.

Récemment, une équipe de recherche dirigée par le professeur Wu Zhongshuai de l'Institut de physique chimique de Dalian (DICP) de l'Académie chinoise des sciences a développé un nouveau prototype de micro-supercondensateurs à ions potassium (KIMSC) hautes performances pour alimenter le système de détection de pression intégré de manière sensible.

Ce travail a été publié dans Matériaux énergétiques avancés le 18 mars.

Les KIMSC utilisent des nanotiges de titanate de potassium dérivé du MXène (KTO) comme électrode négative et du graphène activé poreux (AG) comme électrode positive dans un électrolyte ionogel haute tension ininflammable, qui sert de source d'énergie microscopique suffisante pour la construction d'un système de capteur intégré.

Les chercheurs ont préparé les nanotiges KTO à partir de l'alcalinisation et de l'oxydation simultanées du Ti3C2 MXene via une méthode hydrothermale. Le KTO a délivré un coefficient de diffusion considérable de 1,6 × 10 ^-12 cm ² s ^-1 et haute capacité de 145 mAh g ^-1 comme matériaux d'anode pour le stockage d'ions K.

Les KIMSC tels que fabriqués pourraient offrir une tension de fonctionnement élevée de 3,8 V, densité d'énergie volumétrique extraordinaire de 34,1 mWh cm ^-3 , et la robustesse mécanique.

De plus, ils ont conçu un système hautement intégré basé sur KIMSC et un capteur de pression pour surveiller efficacement le mouvement du corps du coude et du doigt.