Os supercapacitores, conhecidos por suas rápidas capacidades de armazenamento e liberação de energia, desempenham um papel crucial nas energias renováveis e na conservação ambiental. Avanços recentes, como a engenharia de vacâncias de oxigênio, melhoraram significativamente o desempenho eletroquímico dos óxidos metálicos, tornando-os mais eficazes para eletrodos de supercapacitores. Novas pesquisas demonstram esse progresso, destacando o potencial desses materiais no aprimoramento da tecnologia de supercapacitores. Crédito: Imprensa de Ensino Superior
Os supercapacitores, também conhecidos como ultracapacitores ou capacitores elétricos de camada dupla (EDLCs), são dispositivos avançados de armazenamento de energia com características únicas. Ao contrário das baterias tradicionais, os supercapacitores armazenam energia através da separação eletrostática de cargas na interface entre um eletrólito e um eletrodo de grande área superficial. Este mecanismo permite o rápido armazenamento e liberação de energia, permitindo que os supercapacitores forneçam rajadas de alta potência e apresentem um ciclo de vida excepcional.
Os supercapacitores desempenham um papel fundamental no domínio das energias renováveis e da conservação ambiental. No contexto das energias renováveis, os supercapacitores servem como componentes cruciais para sistemas de armazenamento e distribuição de energia. A sua capacidade de armazenar e libertar energia rapidamente torna-os adequados para suavizar fontes de energia intermitentes, como a energia solar e eólica, garantindo um fornecimento de energia consistente e fiável.
No domínio da conservação ambiental, os supercapacitores destacam-se como alternativas sustentáveis aos dispositivos tradicionais de armazenamento de energia. Seu longo ciclo de vida, capacidade de carga/descarga rápida e impacto ambiental reduzido os tornam escolhas ecologicamente corretas. Além disso, a sua aplicação em veículos eléctricos e sistemas híbridos promove a transição para transportes mais limpos, alinhando-se com os esforços globais para reduzir as emissões de carbono e combater as alterações climáticas. No geral, os supercapacitores contribuem significativamente para o avanço de soluções energéticas sustentáveis e práticas ambientalmente conscientes.
Avanços na tecnologia de supercapacitores
Agora, a engenharia de vacâncias de oxigênio é amplamente reconhecida como uma estratégia potente para aumentar o desempenho eletroquímico de óxidos metálicos no domínio dos supercapacitores. Em pesquisa recente da equipe do Prof. Jianqiang Bi, NiFe2Ó4-dcaracterizado por uma profusão de vacâncias de oxigênio, foi sintetizado com sucesso através de um processo subsequente de tratamento térmico dentro de um leito de carvão ativado, com base na base do NiFe sintetizado hidrotérmico2Ó4. O tratamento meticuloso rendeu o NiFe2Ó4-dque exibiu condutividade superior e um notável aumento de 3,7 vezes na capacitância em comparação com seu NiFe2Ó4 contrapartida.
Este aumento observado nas propriedades eletroquímicas ressalta o papel fundamental desempenhado pelas vacâncias de oxigênio na otimização do desempenho dos óxidos metálicos. Os resultados de seu estudo apoiam fortemente a noção de que a introdução deliberada de vagas de oxigênio é uma promessa substancial para o avanço das propriedades eletroquímicas dos óxidos metálicos, posicionando-os assim como materiais promissores para eletrodos de supercapacitores. Este novo entendimento abre caminhos para aplicações potenciais no campo do armazenamento de energia, mostrando o impacto significativo da engenharia de vacância de oxigênio no desenvolvimento de supercapacitores de alto desempenho.
Referência: “Ferrite de níquel projetada por vagas de oxigênio induzidas por carbono ativado com condutividade aprimorada para aplicação de supercapacitor” por Xicheng Gao, Jianqiang Bi, Linjie Meng, Lulin Xie e Chen Liu, 25 de agosto de 2023, Fronteiras da Ciência Química e Engenharia.
DOI: 10.1007/s11705-023-2352-6
A equipe de pesquisa do Prof. Jianqiang Bi também inclui Xicheng Gao, Linjie Meng, Lulin Xie e Chen Liu da Universidade de Shandong, China. Seu estudo foi gentilmente apoiado pelos principais projetos de pesquisa básica da Fundação de Ciências Naturais de Shandong, pelo Projeto de Desenvolvimento de Ciência e Tecnologia de Shandong e pela Fundação de Ciências Naturais de Shandong.
