innovation graphène

Les innovations dues au graphène

Le graphène semble bien tenir ses promesses. Ce matériau miracle est à la base de plusieurs innovations laissant entrevoir des avancées dans le stockage de l’énergie.

Stocker l’hydrogène dans une cage de graphène

innovation graphène stokagegraphene innovation graphène stokagehydrogene

Le système HAGO (Hydrogen Assisted Graphene Origami) mis au point par des chercheurs de l’université du Maryland montre que la boite en graphène (voir schéma) peut s’ouvrir grâce à l’action d’un champ électrique. Après annulation du champ électrique l’origami de graphène retrouve sa forme initiale. Un tel procédé est reproductible de nombreuses fois. Les chercheurs ont estimé que la boite pouvait stoker 9,7 % en poids d’hydrogène. Le système HAGO ouvrirait ainsi la voie au stockage d’énergie à base d’hydrogène. Les chercheurs vont essayer d’améliorer la densité de stockage dans les prochains mois. Les applications de cette innovation pourraient être nombreuses : piles à combustible, alimentation des portables,…

source : IEEE spectrum

Supercondensateur au graphène

innovation graphène supercondensateur

Le super-condensateur LSG est une innovation basée sur le graphène. Des chercheurs de l’UCLA (Université de Californie Los-Angeles) ont réussi à produire des électrodes de super-condensateur en graphène en utilisant un simple graveur de DVD vendu dans le commerce.

Le laser infrarouge du graveur DVD provoque la réduction et l’exfoliation simultanée de l’oxyde de graphite et produit des monocouches de graphène  enchevêtrées appelées « Laser Scribed Graphene » (LSG).

En règle générale, la performance des dispositifs de stockage d’énergie est évaluée par deux caractéristiques principales : la densité d’énergie et la densité de puissance. Pour une voiture électrique par exemple, la densité d’énergie nous dit quelle distance peut parcourir la voiture avec une seule charge alors que la densité de puissance nous dit à quelle vitesse la voiture peut aller.

Les électrodes LSG sont mécaniquement robustes et montrent une conductivité élevée (> 1700 S / m) par rapport aux électrodes en charbon actif (10-100 S / m). Cela signifie que les électrodes LSG peuvent être directement utilisées comme électrodes pour super-condensateur sans avoir besoin de liants ou de collecteurs de courant comme c’est le cas pour les super-condensateurs classiques utilisant du charbon actif.

Ces propriétés permettent aux électrodes LSG d’agir à la fois comme matière active et comme collecteur de courant dans le super-condensateur. La combinaison des deux fonctions en une seule couche conduit à une architecture simplifiée et permet d’obtenir un rapport coût-efficacité intéressant pour les super-condensateurs LSG.

Cette nouvelle technique utilisant un graveur DVD rend plus facile la création de super-condensateurs en graphène et permet également d’atteindre des performances exceptionnelles. Les capacités sont équivalentes à celles des batteries conventionnelles mais le super-condensateur peut être chargé ou déchargé de 100 à 1000 fois plus vite que ces mêmes batteries.

Ces super-condensateurs LSG pourraient ouvrir la voie à des systèmes idéaux de stockage d’énergie pour la prochaine génération d’appareils électroniques flexibles et portables.

 

Ce contenu a été publié dans Non classé. Vous pouvez le mettre en favoris avec ce permalien.