La svolta dei graphene-like come elettrodi per i supercap
Nuovi orizzonti di progresso per le performance dei supercapacitori.
La tutela dell’ambiente e lo sviluppo del settore energetico sono temi che echeggiano sempre più forte oggi, ponendosi al centro dell’impegno attivo e costante in molteplici rami scientifici, tra cui quello delle nanotecnologie.
A confermarlo sono i NINE Series, un insieme di eventi semestrali organizzati a Salerno dall’AIDIC – Associazione Italiana di Ingegneria Chimica – il cui obiettivo consiste nel presentare gli sviluppi scientifici e tecnici ottenuti nell’applicazione delle nanotecnologie per la tutela dell’ambiente
Il NINE2021 è uno di questi eventi, tenutosi virtualmente dal 28 al 31 marzo. Un convegno scientifico durante il quale sono state presentate molteplici ricerche aventi ad oggetto i nanomateriali e la nanotecnologia, soprattutto i nanomateriali che fungono o da catalizzatori o da agenti che contrastano sostanze inquinanti.
In primo piano ci sono stati anche lavori svolti nel settore dell’energy storage, tra cui “The temperature role in the manufacturing of an electrode for supercapacitors with Carbon Black and Graphene Oxide”. Il lavoro è stato presentato dal Dott. Achille Damasco – dottorando all’Università Federico II di Napoli – che ha portato avanti lo studio insieme al Prof. Giancarlo Abbate – CEO della CapTop S.r.l. – all’Ing. Prof. Michele Meo dell’Università di Bath e al suo dottorando, l’Ing. Chim. Mario Rapisarda.
Lo studio si è basato su varie analisi chimico-fisiche svolte su un materiale realizzato per poter produrre un innovativo elettrodo per i supercap, al fine di migliorarne le prestazioni. Nella realizzazione di tale materiale si è rivelato fondamentale l’impiego di un “graphene-like”, ovvero l’Ossido di Grafene, che, come ogni materiale simile al grafene, si rivela particolarmente utile per questi scopi, poiché dotato di una vasta area specifica e di un’ottima idrosolubilità. Il materiale è stato ottenuto mescolando il Carbon Black e l’Ossido di Grafene: il primo è un additivo attualmente utilizzato nei supercap al carbone attivo, il secondo diventa grafene dopo una procedura di riduzione termica.
La miscela è stata sottoposta a tre diverse temperature, ovvero a temperatura ambiente, a 200 °C e a 550 °C, al fine di ottimizzarne l’applicazione alla produzione diretta di un elettrodo per supercap, cioè elettrodi già attaccati all’alluminio, il quale funge da collettore di corrente.
L’intera attività è stata guidata da un esplicito scopo industriale: la comprensione della strategia per rendere il più scalabili possibile le soluzioni individuate, piuttosto che realizzare un materiale “solo” eccezionalmente innovativo.
Il lavoro è una “costola” di uno studio più ampio svoltosi all’Università di Bath, in collaborazione con la CapTop S.r.l. e pubblicato sulla rivista ACS Omega. Esso è basato sulla realizzazione effettiva di due supercap sperimentali con lo stesso elettrodo, ma in un caso su alluminio e in un altro su carbon paper di Ossido di Grafene ridotto. Entrambi questi tipi di elettrodi sono realizzati per essere accoppiati a qualunque materiale carbonioso che migliori ancora di più le prestazioni dei supercap di Bath.
È evidente, dunque, come gli studi portati avanti nel settore delle nanotecnologie siano fondamentali per favorire nuovi orizzonti di sviluppo del campo energetico. Infatti, migliori performance degli energy storage, come i supercap, sono possibili proprio grazie all’innovazione che caratterizza i componenti chimici al loro interno. Ciò, unitamente all’impiego anche di materie prime ecosostenibili,è tra i punti di forza del progresso degli storage energetici d’avanguardia, spingendo l’area R&D di CapTop ad essere costantemente attiva e impegnata nella ricerca di materie prime innovative ed ecosostenibili per i propri prodotti.
CapTop
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