30/10/2010
Los investigadores en los EE.UU. han construido el primer SUPERCONDENSADOR. de alta frecuencia de CA, que contiene electrodos de grafeno. Los dispositivos, que son mucho más pequeños que los condensadores convencionales, podría ser utilizado en aplicaciones como las unidades de procesamiento de computadora, y otros circuitos integrados pequeños.
Los condensadores ,son dispositivos que almacenan cargas eléctricas. "Supercondensadores", más conocida con condensadores eléctricos de doble capa (DLC), o condensadores electroquímicos, pueden almacenar muchos más datos, gracias a la carga de doble capa, formada en la interfase electrodo-electrolito, cuando se aplica voltaje.
DLC comerciales, tienen alto rendimeinto en comparación con las baterías, pero son esencialmente dispositivos DC , es decir, que tardará unos segundos en cargar completamente, y luego varios para el cabal funcionamiento. Funcionan de forma eficaz, en las frecuencias por debajo de 0,05 Hz, y por lo tanto son bueno para aplicaciones como los vehículos híbridos, que pueden tardar hasta 10 segundos para la carga (al frenar), y 10 segundos para la descarga (al acelerar). Sin embargo, a frecuencias más altas, se vuelven mucho menos eficientes, y se comportan como resistencias, en lugar de los condensadores. Esto se debe a los dispositivos, que por lo general contienen electrodos porosos, hechos de una gran superficie del área de material conductor, como el carbón activado, y los poros aumentan la resistencia de los dispositivos.
Ahora, John R. Miller y sus colegas, de la JME Inc. en Shaker Heights y Case Western Reserve University, en Cleveland, tanto en Ohio, han superado este problema mediante el desarrollo de la primera DLC, que contiene una superficie de electrodos dispuestos en forma de alta calidad de grafeno, el área orientada que no presenta porosidad en absoluto.El dispositivo lleva la frecuencia de funcionamiento, de un condensador de doble capa eléctrica a más allá de 5000 Hz, que es un factor de 10,cinco más que los CAD comerciales. Lo que es más, es seis veces menor que-aluminio de bajo voltaje, de los condensadores electrolíticos y puede ser cargada y descargada en la eficacia alta en tiempos mucho más cortos de 1 ms.
Los investigadores desarrollaron el grafeno,en hojas en 2D de carbono, con sólo un átomo de grosor, en un metal con un vapor asistidao, por plasma en procesos químicos de la deposición.
Estas hojas de grafeno orientada verticalmente, son ideales en términos de estructura de alta frecuencia DLC, los electrodo de aplicaciones, dice el equipo. Tienen bordes muchos planos, que pueden proporcionar entre 50 y 70 mF / cm2, de la capacitancia en comparación con los planos basales, que sólo ofrecen 3 mF / cm2. Estos bordes planos, de almacenamiento de carga están muy expuestos, y por lo tanto se puede acceder directamente, lo que significa que la carga puede ser almacenada en áreas precisas, en lugar de ser dispersarlos sobre grandes regiones. Y por último, pero no menos importante, la estructura nanosheet de"apilados", garantiza que los poros se reducen, para minimizar la resistencia, y las hojas se están llevando a cabo muy bien.
"La conclusión, es que estos dispositivos podrían llevar a los pequeños condensadores, de alta frecuencia para aplicaciones en redes de baja tensión, como CPU y circuitos integrados similares", dijo Miller.
La investigación, también podría permitir nuevos tipos de circuitos electrónicos, que utilizan los niveles mucho más altos de la capacitancia, que estos dispositivos a disposición, añade.
El equipo, que incluye a científicos del Colegio de William and Mary en Williamsburg, y la Defense Advanced Research Projects Agency, tanto en Virginia, ahora los planes para mejorar la forma, en que el material de electrodos de grafeno, se cultiva y asi optimizar el diseño de los dispositivos capacitivos.
El trabajo fue publicado en la ciencia.
Acerca del autor
Belle Dumé es un editor que contribuyen a nanotechweb.org.
Fuente: http://physicsworld.com/cws/article/news/43828
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