Supercapacitor Flexível Revolucionário Permite Carregamento de VE em 10 Minutos

Pesquisadores construíram um supercapacitor flexível que fornece tanto alta densidade de potência quanto alta densidade de energia. Não mostra degradação de desempenho, mesmo quando dobrado a 180 graus. Retém 97,8% de sua capacidade após 5.000 ciclos.

O Material Otimizado

A equipe de pesquisa construiu um novo design que usa um material de eletrodo de grafeno especializado com poros. O tamanho dos poros pode ser alterado para armazenar a carga eficientemente. Testaram o material em múltiplas configurações e descobriram que o dispositivo funciona melhor quando os tamanhos dos poros são iguais ao diâmetro dos íons no eletrólito.

Esta sintonia dá ao novo supercapacitor duas características:

1. Alta densidade de potência: quão rápido pode carregar/descarregar.
2. Alta densidade de energia: por quanto tempo pode funcionar.

Em contraste, supercapacitores existentes exibem apenas uma dessas características.

A densidade de energia máxima do supercapacitor atinge 88,1 Watt-hora por litro (Wh/L) — a maior densidade de energia alcançada por um supercapacitor baseado em carbono até hoje.

Referência: Nature Energy | DOI:10.1038/s41560-020-0560-6 | UCL

As baterias de chumbo-ácido existentes usadas em VEs têm densidade de energia de 50-90 Wh/L, enquanto a tecnologia comercial de carregamento rápido tipicamente tem 5-8 Wh/L.

Embora a densidade de energia do novo supercapacitor seja comparável à de baterias de chumbo-ácido, sua densidade de potência é de 10.000 Watt por litro — duas ordens de magnitude maior que baterias de chumbo-ácido padrão.

O supercapacitor de 6cm x 6cm não mostra degradação de desempenho, mesmo quando dobrado a 180 graus. Além disso, retém 97,8% de sua capacidade após 5.000 ciclos.

A conquista de tal armazenamento de energia compacto representa um passo significativo para aplicações práticas de supercapacitores. Capacidade de carregamento rápido, excelente flexibilidade e durabilidade o tornam um candidato perfeito para fonte de energia portátil em eletrônicos miniaturizados e VEs. Imagine carregar seu telefone [de 0 a 100%] em poucos minutos ou carregar seu carro elétrico em dez minutos.

Atualmente, este supercapacitor está longe da comercialização. A equipe está trabalhando para melhorar ainda mais seu design e eficiência.