Supercondensatori al grafene

Fra le diverse opportunità per aumentare le prestazioni di componenti come i supercondensatori c’è l’impiego del grafene per la realizzazione degli elettrodi. Dal punto di vista commerciale, l’impiego di elettrodi in grafene per supercondensatori e super-batterie potrebbe consentire a queste tecnologie di conquistare, secondo gli analisti, fino alla metà del mercato delle batterie agli ioni di Litio in un arco di tempo di circa 15 anni. Si tratta di un mercato del valore di decine di miliardi di dollari all’anno, e questo senza tenere conto delle possibilità per la sostituzione con questi componenti dei tradizionali condensatori elettrolitici in alluminio.

Per poter competere con le attuali batterie occorre però aumentare la densità di energia dei supercondensatori, un problema decisamente complesso. Gli elettrodi degli attuali supercondensatori, infatti, hanno solitamente una struttura gerarchicamente organizzata con pori di dimensioni sempre più piccole che consentono il passaggio agli ioni dell’elettrolita. La scelta di materiali che possono essere ottimizzati con l’elettrolita diventa quindi molto importante per avere le migliori performance possibili.

L’uso del grafene migliora le prestazioni e risolve diversi problemi, ma ne pone però anche altri. Per esempio, questo materiale è costoso se servono caratteristiche come una elevata purezza e integrità strutturale. Per poter sostituire per le più diffuse applicazioni le batterie agli ioni di Litio, inoltre, occorrono anche altre caratteristiche come la stabilità, le prestazioni legate alle temperature di esercizio e altri parametri. Per questo motivo la sostituzione degli attuali condensatori elettrolitici sembra essere per ora una delle principali opportunità.

Anche i nuovi materiali per l’elettrolita possono aiutare a ottenere performance migliori con gli elettrodi in grafene. Per esempio, gli elettroliti acquosi offrono bassi costi e non sono infiammabili, mentre quelli ionici premettono di semplificare sensibilmente la produzione, non sono ugualmente infiammabili, permettono di utilizzare elevate tensioni e si possono impiegare in un’ampia gamma di temperature.

Per quanto riguarda l’implementazione, i recenti sviluppi di alcuni produttori hanno dimostrato che si possono realizzare sistemi di condensatori con grafene e ioni di Litio che possono operare a 3,7 V e caratterizzati da un buon ciclo di vita e ottime performance in termini di potenza.

La ricerca di materiali economicamente interessanti che possano migliorare sensibilmente le prestazioni dei supercondensatori è comunque costante, anche per i notevoli interessi in gioco (per esempio per l’alimentazione dei veicoli elettrici) e gli annunci di nuove soluzioni stanno diventando sempre più frequenti.

Contenuti correlati

• 
  Reinova: operativo il centro di riciclo totale delle batterie al litio

  Reinova ha completato la fase di test e annunciato l’avvio operativo di un hub industriale dedicato al riciclo totale delle batterie a ioni di litio, frutto della partnership strategica con A&C Ecotech e il gruppo slovacco-coreano BTS...
• 
  IDTechEx analizza l’adozione del grafene

  Il recente report di IDTechEx  intitolato“Graphene & 2D Materials 2026-2036: Technologies, Markets, Players” fa emergere dei dati particolarmente interessanti relativi all’adozione del grafene, un materiale che ha ricevuto notevole attenzione e suscita da tempo un elevato clamore. Gli...
• 
  La nuova linea di assemblaggio di Flash Battery

  Flash Battery ha annunciato di aver inaugurato una nuova linea di assemblaggio moduli automatizzata con saldatura laser in grado di gestire tredici configurazioni diverse e con tempi di cambio di pochi minuti. Frutto di un investimento di...
• 
  IDTechEx: il futuro delle batterie flessibili

  Il recente report di IDTechEx intitolato “Flexible Batteries Market 2025-2035: Technologies, Forecasts, and Players” analizza il mercato delle batterie flessibili e le opportunità per le aziende che operano nel settore. Le batterie flessibili sono una tecnologia di...
• 
  Come scegliere la batteria migliore per il design di un dispositivo medico

  A causa della grande varietà di caratteristiche chimiche e fattori di forma, è difficile selezionare la batteria più adatta alle proprie applicazioni. Questo articolo presenta diversi criteri per aiutare i progettisti a scegliere la batteria migliore per...
• 
  Uno sguardo alle tecnologie delle batterie

  Le batterie sono dispositivi che convertono l’energia chimica in energia elettrica e il loro utilizzo è ormai affermato nell’elettronica da decine e decine di anni. Tutte le applicazioni, di qualsiasi tipologia, utilizzano le batterie dalla potenza e...
• 
  Graphene Flagship: i successi del primo progetto sui materiali 2D

  L’iniziativa Graphene Flagship, finanziata dal programma di ricerca e innovazione Horizon Europe della Commissione europea, ospiterà un simposio dall’11 al 12 giugno presso la Town Hall Europe, a Bruxelles, per celebrare i successi del progetto 2D Experimental...
• 
  Batterie migliori per una vita più sana

  Poiché i dispositivi medicali diverranno via via più complessi e di conseguenza richiederanno l’integrazione di molte risorse, per la loro alimentazione sarà necessario ricorrere a batterie con prestazioni migliori che dovranno anche risultare conformi a severi requisiti...
• 
  Allungare la durata di un sistema di accumulo dell’energia con la tecnologia PassThru

  La tecnologia PassThru è un elemento importante per ottenere prestazioni ottimali in qualsiasi sistema di accumulo di energia e, in particolare, il periodo di funzionamento di un supercondensatore, in quanto riduce i cicli di carica/scarica dello stesso...
• 
  Disponibili da Farnell i supercondensatori radiali EDLC di Abracon

  Farnell ha annunciato la disponibilità della gamma di supercondensatori radiali a doppio strato elettrico (EDLC) ad alta potenza di Abracon. I supercondensatori EDLC forniscono un’elevata densità energetica e sono disponibili in versioni da 2,7 e 3 V....