Records de stockage d’électricité avec le graphène

Des chercheurs américains viennent  d’utiliser du graphène pour réaliser de nouveaux super-condensateurs.

Les condensateurs sont un  dispositif de stockage de l’électricité, caractérisé jusqu’il  y a peu par une grande rapidité de charge, mais une faible capacité, qui, pour les condensateurs électrochimiques  classiques, s’élevait jusqu’à  des dizaines de microfarads.

 

Image d’un cristal de graphène. Crédit Wikipedia

Image d’un cristal de graphène. Crédit Wikipedia

Les super-condensateurs, réalisés selon le procédé double couche électrochimique avaient déjà révolutionné le monde des condensateurs .

Ces nouveaux venus  constitués d’électrodes de carbone dans un électrolyte ionisé présentaient  déjà  des densités de stockage allant jusqu’à plusieurs dizaines de  Farads par gramme de substance active, soit des capacités mille fois supérieures à celles  des condensateurs classiques sous un encombrement comparable, leur tension de stockage étant de l’ordre de 2,5 volts.

Des super-condensateurs au graphène pour remplacer les  batteries des téléphones portables ou des  groupes de secours en cas de panne de secteur dans l’informatique.

Les chercheurs  américains ont utilisé le graphène pour obtenir des électrodes ayant une surface utile énorme. La densité de stockage obtenue à l’ambiante  est de 300 Farads/g  sous 1V.

Le graphène est un cristal de carbone à 2 dimensions hexagonal dont l’épaisseur est celle d’un atome. Il se présente donc sous forme de feuilles d’une finesse si grande que la surface d’une masse donnée devient immense.

Ces valeurs correspondent à celles de densité spécifique d’énergie des batteries Ni métal, mais ces supercondensateurs, qui peuvent supporter une tension supérieure à 4V se chargent en des temps de l’ordre de quelques secondes ou minutes. L’utilisation de feuilles de graphène courbées qui ne se collent pas face à face permet la formation de pores mouillables par des électrolytes de faible toxicité pour l’environnement.

De nombreuses applications s’avèrent prometteuses allant du remplacement des batteries de téléphones portables à l’utilisation de groupes de secours en cas de panne de secteur dans l’informatique ou la récupération d’énergie lors du freinage dans les véhicules électriques.


[1] Chenguang Liu, Zhenning Yu, David Neff, Aruna Zhamu, and Bor Z. Jang, Nano Lett., Publication Date (Web): November 8, 2010