L'Empa développe des supercondensateurs évolutifs en graphène
Une équipe de l'institut de recherche suisse Empa développe de nouvelles électrodes pour supercondensateurs à base de graphène. Cette technologie devrait permettre d'obtenir des densités énergétiques nettement supérieures à celles des solutions précédentes utilisant du charbon actif. Parallèlement, les chercheurs se concentrent sur des matériaux et des procédés industrialisables. Le projet est soutenu par le Fonds national suisse de la recherche scientifique et Innosuisse dans le cadre du programme de financement Bridge. Il se déroule jusqu'en 2028.
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Les supercondensateurs, également appelés supercaps, stockent l'énergie électrique de manière électrostatique et se caractérisent par une densité de puissance élevée et des temps de charge et de décharge rapides. Ils sont souvent utilisés en association avec des batteries, par exemple dans les véhicules électriques, les installations industrielles ou les éoliennes. Ils pourraient jouer un rôle dans les applications de l'économie de l'hydrogène, par exemple dans les systèmes aux besoins énergétiques très fluctuants.
Du graphène au lieu du charbon actifLe cœur du développement consiste à remplacer le charbon actif par du graphène comme matériau d'électrode. Bien que le charbon actif offre une grande surface, il présente une faible conductivité électrique. De plus, sa transformation industrielle nécessite des liants et des additifs qui altèrent la porosité.
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L'équipe de l'Empa utilise son propre procédé pour extraire du graphène de haute qualité à moindre coût et le transformer en encre imprimable. En combinant deux types de graphène, la taille des pores des électrodes peut être spécifiquement adaptée aux ions de l'électrolyte. « Si nous adaptons la taille des pores de l'électrode à celle des ions de l'électrolyte, la densité énergétique du supercondensateur augmente considérablement », explique Sina Azad, chercheuse à l'Empa.
Objectif : prototypes commercialisables d'ici 2028Les chercheurs souhaitent non seulement développer les électrodes, mais aussi fabriquer des supercondensateurs complets grâce à cette nouvelle technologie. Cela comprend la sélection d'électrolytes adaptés, la définition d'étapes de procédé industriellement viables et la caractérisation des produits finis. « Nous voulons développer un produit réel et fiable », promet Azad. (nhp)
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