Le nouveau supercondensateur pliable peut charger les véhicules électriques en 10 minutes

• Les chercheurs ont construit un supercondensateur flexible qui offre à la fois une densité de puissance élevée et une densité d'énergie élevée.
• Il ne montre aucune dégradation des performances, même lorsqu'il est plié à 180 degrés.
• Il peut conserver 97,8 % de sa capacité après 5 000 cycles.

Les supercondensateurs sont des dispositifs de stockage d'énergie électrochimiques prometteurs pour les alimentations mobiles. Ils comblent le fossé entre les batteries rechargeables et les condensateurs électrolytiques.

Bien qu'ils puissent offrir des opérations sûres, une densité de puissance élevée et une longue durée de vie, leurs applications pratiques sont limitées par leur faible densité énergétique.

Aujourd'hui, des chercheurs de l'University College London et de l'Académie chinoise des sciences ont conçu un supercondensateur flexible qui se charge rapidement et stocke en toute sécurité une quantité incroyable d'énergie pour une utilisation sur une longue période.

Contrairement aux condensateurs haute puissance existants, il peut stocker un grand volume d'énergie dans un espace réduit. Bien que l'appareil en soit encore à son stade initial de développement, il a montré un grand potentiel en tant qu'alimentation portable dans de nombreuses applications telles que les smartphones, la technologie portable et les véhicules électriques (VE).

Ce supercondensateur nouvellement développé peut être utilisé soit en complément de la technologie de batterie existante, soit en remplacement de celle-ci, pour fournir plus de puissance.

Il ne comprend aucun électrolyte liquide (ce qui minimise le risque d'explosion) et peut se plier à 180 degrés sans dégrader les performances. Ces fonctionnalités en font un candidat idéal pour l'intégration dans les appareils portables et les smartphones flexibles.

Le matériau optimisé

L'équipe de recherche a construit une nouvelle conception qui utilise un matériau d'électrode en graphène spécialisé avec des pores. La taille des pores peut être modifiée pour stocker efficacement la charge. Ils ont testé le matériau dans plusieurs configurations et ont constaté que l'appareil fonctionne mieux lorsque la taille des pores est égale au diamètre des ions dans l'électrolyte.

Ce réglage confère au nouveau supercondensateur deux caractéristiques :

1. Haute densité de puissance :à quelle vitesse il peut se charger/décharger.
2. Haute densité d'énergie :combien de temps il peut fonctionner.

En revanche, les supercondensateurs existants ne présentent qu'une seule de ces caractéristiques.

La densité d'énergie maximale du supercondensateur atteint 88,1 watts-heure par litre (Wh/L) — la densité d'énergie la plus élevée atteinte à ce jour par un supercondensateur à base de carbone.

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

Les batteries au plomb existantes utilisées dans les véhicules électriques ont une densité énergétique de 50 à 90 Wh/L, tandis que la technologie commerciale à charge rapide a généralement 5 à 8 Wh/L.

Alors que la densité énergétique du nouveau supercondensateur est comparable à celle des batteries plomb-acide, sa densité de puissance est de 10 000 watts par litre, soit deux ordres de grandeur plus élevés que les batteries plomb-acide standard.

Le supercondensateur de 6 cm * 6 cm ne montre aucune dégradation des performances, même lorsqu'il est plié à 180 degrés. De plus, il peut conserver 97,8% de sa capacité après 5 000 cycles.

La réalisation d'un stockage d'énergie aussi compact représente une étape importante vers les applications pratiques des supercondensateurs. La capacité de charge rapide, l'excellente flexibilité et la durabilité en font un candidat idéal pour l'alimentation électrique portable dans l'électronique miniaturisée et les véhicules électriques. Imaginez recharger votre téléphone [de 0 à 100 %] en quelques minutes ou recharger votre voiture électrique en dix minutes.

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Pour l'instant, ce supercondensateur est loin d'être commercialisé. L'équipe s'efforce d'améliorer encore sa conception et son efficacité.