Supercondensatori flessibili grazie al grafene ottenuto con il laser

I ricercatori della Rice University hanno individuato un metodo semplice ed immediato per riuscire a realizzare supercondensatori tridimensionali che potrebbero essere usati in dispositivi elettronici indossabili o flessibili.

Il lavoro, coordinato da James Tour, si basa su una ricerca precedente che risale allo scorso anno e che ha permesso di realizzare una pellicola di grafene poroso bombardando un polimero economico con un normale sistema laser industriale. Il materiale così realizzato è stato battezzato LIG, ovvero Laser-Induced Graphene. Il polimero viene esposto all'azione del laser fino a quando tutti gli elementi, eccetto il carbonio, non vengono bruciati. In questo modo si ottiene una struttura porosa, con pori delle dimensioni inferiori ai 10 nanometri che donano al LIG la capacità di stoccare energia.

I ricercatori hanno iniziato a considerare il materiale poroso come un elettrodo ideale per i supercondensatori poichè le proprietà di mobilità elettronica del grafene permettono la possibilità di caricarsi e scaricarsi rapidamente, caratteristica tipica di un supercondensatore. Per provare questa teoria hanno realizzato prototipi di supercondensatori allineati verticalmente con la tecnica sopra descritta sui due lati di un foglio di polimero. I vari strati sono quindi impilati con un elettrolita solido interposto, formando un sandwich di molteplici micro-supercondensatori.

Questa struttua ha mostrato eccellenti doti di stoccaggio di energia e può essere scalata per applicazioni commerciali. L'aspetto interessante è che il LIG può essere ottenuto a condizioni ambiente di temperatura e pressione, probabilmente anche in quantità elevate grazie alla possibilità di adattarsi a processi ben conosciuti nell'ambito della produzione industriale.

I ricercatori hanno inoltre testato le prestazioni supercondensatore LIG con migliaia di cicli di carica e scarica, registrando praticamente nessuna variazione nella capacità elettrica. E le prestazioni elettriche non si sono degradate nemmeno dopo 8000 cicli di piegatura, dimostrando quindi la possibilità di trovare posto in dispositivi elettronici flessibili o indossabili.