Accumulo energetico flessibile? Ci pensa il supercondensatore elastico

Può essere piegato, allungato ed attorcigliato oltre mille volte, ma il supercapacitors della Nanjing University continua ad offrire ottime prestazioni e una capacità non trascurabile

Dalla Cina il supercondensatore elastico che si ispira alle fisarmoniche

(Rinnovabili.it) – Un materiale bidimensionale, una nuova tecnica produttiva e la voglia di sperimentare. Nasce così l’incredibile supercondensatore elastico della Nanjing University (Cina), ultima promessa dell’accumulo flessibile. Un’innovazione che unisce per la prima volta un’estrema versatilità ad un’alta capacità, caratteristiche non comune tra i supercapacitor. Eppure, come dimostra l’articolo pubblicato su Nano Letters di ACS, il team guidato da Desheng Kong è riuscito a mettere assieme caratteristiche per lo più incompatibili fra loro. E a realizzare una soluzione d’energy storage che non teme le deformazioni.

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L’elettronica moderna sta diventano sempre più “morbida”. Applicazioni come impianti biomedici, display pieghevoli, sensoristica indossabile o soft robot stanno guidando la realizzazione di circuiti in grado di piegarsi, torcersi e estendersi. Purtroppo i sistemi di accumulo che li alimentano sono ancora fin troppo rigidi. Il team cinese ha offerto la propria soluzione al problema progettando un supercondensatore elastico che mantiene la sua capacità anche quando allungato o attorcigliato. 

L’era dei supercapacitors

A differenza delle batterie al litio, i supercapacitors hanno una bassa densità di energia ed un’elevata densità di potenza. In altre parole possono immagazzinare ridotte quantità di energia ma impiegano pochissimo tempo per caricarsi. Per renderli più performanti, la ricerca di settore si sta focalizzando sull’uso di una famiglia di materiali bidimensionali altamente conduttivi noti come MXenes. Si tratta di carburi, carbonitruri o nitruri di metalli di transizione che possono formare elettrodi supercondensatori multistrato con ampie aree superficiali e quindi un elevato potenziale di accumulo di energia. E per raggiungere la giusta flessibilità, studi precedenti hanno incorporato nella ricetta polimeri e altri nanomateriali. Una misura che, tuttavia, riduce la loro capacità di accumulo elettrico.

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Gli autori del nuovo studio potrebbero aver trovato una soluzione a questo problema, ispirandosi alle fisarmoniche. Il team della Nanjing University, ha realizzato un film di nanofogli di puro carburo di titanio, successivamente stratificato su un pezzo di elastomero acrilico prestirato all’800% della sua dimensione rilassata. Il rilascio dell’elastomero lo ha fatto rimpicciolire alla sua dimensione originale, portandosi con sé i nanofogli e accartocciandoli come le pieghe del mantice. I test hanno mostrato che il supercondensatore elastico può essere ripetutamente allungato e rilasciato senza subire danni e senza compromettere la sua capacità di immagazzinare la carica. 

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