Sistemi di accumulo: il micro supercondensatore indiano

Un’innovazione che giunge dall’India, il primo micro supercondensatore dalla grande capacità di accumulo. Realizzato da un team di ricerca dell’Indian Institute of Science (IISc) che, lavorando sull’architettura del dispositivo, è riuscito ad incrementare la quantità di carica stoccata al suo interno.

Il risultato è un supercapacitore più piccolo e compatto rispetto a quelli creati fino ad oggi, ma capace di adattarsi ad un vasto range di applicazioni. Dai lampioni stradali ai veicoli elettrici, passando per i dispositivi medici.

Un ruolo sempre maggiore quello che i supercondensatori si stanno ritagliando nell’ambito dei sistemi di accumulo. Sia nell’elettronica di consumo che nella mobilità elettrica. Con l’obiettivo di sostituire, o in certi casi integrare, il lavoro delle batterie elettrochimiche, massimizzando i vantaggi delle rispettive tecnologie. Infatti, nonostante le due famiglie tecnologiche abbiano la stessa finalità, nella pratica queste presentano sostanziali differenze. Mentre le batterie possono immagazzinare grandi quantità di carica per unità di volume, i supercondensatori sono molto più efficienti nel fornire una grande quantità di corrente elettrica in tempo breve, conservandola per un tempo più lungo. 

Il team di ricerca dell’IISc ha costruito e messo a punto questo micro supercondensatore utilizzando transistor ad effetto di campo (FET) come collettori di carica. Al posto quindi dei tradizionali elettrodi metallici, la cui efficienza è limitata dalla scarsa mobilità degli elettroni. In sostanza i FET sono dispositivi elettronici caratterizzati da un substrato di materiale semiconduttore drogato, a tre terminali.

Gli scienziati indiani hanno realizzato due FET ibridi costituiti da strati alternati e spessi solo pochi atomi di bisolfuro di molibdeno e grafene, e dotati di contatti in oro, utilizzando un elettrolita in gel solido tra i due FET per costruire un supercondensatore a stato solido. Il tutto poggiato su una base di biossido di silicio e silicio.

Il dispositivo finale ha evidenziato “in determinate condizioni” una capacità incrementata del 3000%. Gli scienziati spiegano che questo è solo l’inizio. L’obiettivo prossimo più immediaato è quello di sostituire il molibdeno con altri materiali per incrementare ulteriormente la capacità di accumulo del micro supercondensatore. Ma il team di ricerca sostiene che già oggi il dispositivo sia perfettamente funzionante e possa  essere implementato in sistemi di accumulo.

La ricerca Gate Field Induced Extraordinary Energy Storage in MoS₂-Graphene-Based Ultramicro-Electrochemical Capacitor è pubblicata su ACS Energy Letters

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