Ils ont publié leurs résultats le 29 mars 2024 dans Polyoxométalates .

"Les supercondensateurs 2D flexibles souffrent généralement de procédures de fabrication compliquées et longues et d'une faible endurance mécanique", a déclaré l'auteur correspondant Wen Li, professeur à l'Université de Jilin en Chine. "Dans cette étude, nous avons créé un nouveau type d'électrode adhésive tout-en-un qui peut non seulement simplifier le processus de fabrication, mais également surmonter le déplacement interfacial des supercondensateurs conventionnels."

Les supercondensateurs 2D flexibles sont généralement une structure empilée en sandwich ou une structure plate 2D. Sous des déformations mécaniques répétées, l'interface entre les électrodes et l'électrolyte peut se déplacer, rendant le contact interfacial moins efficace.

"Cependant, la déformation globale non adaptée entre l'électrode et les couches d'électrolyte provoque généralement le déplacement et le délaminage interfacial inévitables lors de déformations mécaniques répétées, donnant lieu à une augmentation significative de la résistance de contact interfaciale entre les électrodes et les couches d'électrolyte", a déclaré Li. P>

"En conséquence, le taux de charge/décharge est considérablement diminué et les performances de stockage d'énergie ainsi que la stabilité sont supprimées. Plus frustrant encore, les dispositifs à supercondensateurs flexibles intégrés en série pour la sortie haute tension dépendent toujours de nombreux fils métalliques conducteurs, ce qui limite largement leur flexibilité, leur tolérance déformable et leur miniaturisation pour des applications pratiques."

Pour résoudre les problèmes d'interface et éliminer les fils, les chercheurs ont combiné le HPA avec des acides aminés et des matériaux carbonés pour construire une sorte d'adhésif humide tout-en-un transportant simultanément la conduction électronique, la propriété redox, la déformation mécanique et l'adhésivité. Les acides hétéropolymères (HPA), qui constituent une classe de clusters inorganiques de taille nanométrique avec une activité redox rapide et réversible, permettent au supercondensateur de charger et de décharger de l'énergie de manière rapide et fiable.

Les acides aminés aident les HPA à devenir plus flexibles, tandis que les matériaux carbonés contribuent à la conduction électronique. Ils ont modelé l’adhésif humide résultant de manière parallèle pour former des électrodes flexibles. Après avoir comblé l'écart entre les électrodes parallèles en injectant un électrolyte gel, ils peuvent facilement créer un supercondensateur 2D flexible.

"Nous avons constaté que les composants carbonés amélioraient la conduction électronique; la chimie des acides aminés contribue à l'adhésion interfaciale; et les clusters HPA empêchaient la formation de structures plus grandes et dotaient l'électrode d'une capacité de transfert et de stockage d'électrons", a déclaré Li. /P>

"Les adhésifs obtenus sont des matériaux adaptatifs et déformables qui facilitent le développement de supercondensateurs 2D flexibles pour une sortie haute tension avec des interconnexions sans métal."

Les chercheurs ont déclaré qu'ils tenteraient de créer des supercondensateurs 2D flexibles miniatures et indépendants du substrat pour développer des dispositifs d'alimentation implantables.

Les autres contributeurs sont Chuanling Mu et Zhanglei Du; les deux étudiants ont étudié avec Li à l'Université de Jilin.