19/04/2021 - Supercondensateurs de graphène: Quel est votre avenir ?

Menéame

Enquêteurs ISOM-UPM ont analysé le rôle que jouera grafène dans le développement Supercondensateurs et batteries plus efficaces et avec de meilleurs résultats en termes de matérialisabilité, de complexité, de consommation de temps, de coût et de polyvalence. Ses applications vont de l'énergie à des domaines tels que la biomédecine ou l'agriculture.

Le grafène, l'un des "nouveaux matériaux" qui a pris le plus de poids ces dernières années, aura beaucoup à voir avec cela, comme le reflète une étude réalisée par une équipe de chercheurs de l'Union européenne. ISOM dans la Université polytechnique de Madrid (UPM).

"Un supercondensateur est un dispositif de stockage d'énergie par des moyens physiques qui permet de charger et de décharger en quelques secondes. Depuis que Stoller a décrit le premier supercondensateur de graphène en 2008, des progrès spectaculaires ont été réalisés et une plus grande densité d'énergie et de puissance a été obtenue," explique Javier Martínez Rodrigo, du Groupe des dispositifs semi-conducteurs ISOM-UPM et l'un des participants à ce travail qui a analysé les supercondensateurs de graphène les plus prometteurs de la grande échelle à la microéchelle et les possibilités qu'ils offrent.

Pour ce faire, les chercheurs ont réalisé une étude à double échelle. D'une part, ils ont décrit les techniques de fabrication avec les meilleurs résultats en termes de représentativité, de complexité, de consommation de temps, de coût et de polyvalence. D'autre part, les avantages d'une miniaturisation sous forme de micro-supercondensateurs ont été présentés pour qu ' ils puissent être intégrés dans des dispositifs portables de petite taille.

À la suite de cette analyse, les chercheurs ont découvert plusieurs avantages qui peuvent être mis en évidence par l'utilisation du grafène pour la fabrication de microcondensateurs.

Applications dans l'énergie, mais aussi l'environnement et même la biomédecine

"Le graphène permet de fabriquer des supercondensateurs avec de meilleures caractéristiques (capacité spécifique, densité d'énergie, puissance), qui permettent de prédire qu'ils seront bientôt intégrés à nos appareils électroniques," ajoute Andrés Velasco et Yu Kyoung Ryu. "Il peut remplacer d'autres composants commerciaux plus coûteux, plus polluants et moins efficaces, ou être utilisé comme complément à d'autres dispositifs de stockage d'énergie, comme les batteries au lithium, dans les véhicules électriques," ajoute le professeur Fernando Calle.

En outre, leurs avantages ne resteront pas sur le plan environnemental ou énergétique, mais s'étendront aussi à des domaines tels que l'agriculture ou la biomédecine, car les supercondensateurs de grafène peuvent faire partie de dispositifs miniaturisés auto-alimentés en étant intégrés avec des capteurs de différents types dans les applications d'électronique portable/wearable et pour l'Internet des objets (IoT).

Le travail réalisé par les chercheurs de l'UPM et auquel le CIEMAT collabore également dans le cadre du projet (ENE2017-88065-C2-1-R) (MINECO/AEI/FEDER, UE) a été publié récemment dans la revue internationale Sustainable Energy & Fuels, en couverture de celle-ci.

Ref

Référence Andrés Velasco, Yu Kyoung Ryu, Alberto Boscá, Antonio Ladrón-de-Guevara, Elijah Hunt, Jinghan Zuo, Jorge Pedrós, Fernando Calle y Javier Martinez. ‘Recent Trends in Graphene Supercapacitors: from Large Area to Microsupercapacitors’. Sustainable Energy & Fuels (2021), DOI: 10.1039/D0SE01849J.

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Université polytechnique de Madrid

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