Supercondensateur

Les T-Shirt bientôt transformés en supercondensateurs

Des scientifiques de l'Université de Caroline du Sud ont inventé un T-shirt faisant office de batterie capable de recharger les téléphones portables et autres appareils électroniques nomades dans un avenir proche.

Les chercheurs ont en effet réussi à transformer un T-Shirt en supercondensateur par un processus simple et peu coûteux :

Le T-shirt en coton est plongé dans une solution de fluorure de sodium pendant une heure. Il est ensuite séché dans un four pendant 3 heures, puis chauffé pendant 1 heure dans un four à une température plus élevée. A ce stade, le coton est alors converti en charbon actif textile tout en conservant une certaine souplesse.

Le T-Shirt est ensuite recouvert d'une nano-couche d'oxyde de manganèse métal pour former un vêtement supercondensateur souple et capable de stocker de l'énergie pour alimenter les appareils nomades.

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Electrodes de graphène créées avec un graveur DVD

Des chercheurs de l'UCLA (Université de Californie Los-Angeles) ont réussi à produire des électrodes de supercondensateur en graphène en utilisant un simple graveur de DVD vendu dans le commerce.

Le procédé est basé sur un disque DVD revêtu d'un film plastique mince (PET) sur lequel a été déposé de l'oxyde de graphite. Le DVD est inséré dans un graveur DVD standard (technologie LightScribe) puis traité au laser infrarouge du graveur pour produire des électrodes de graphène.

Le laser infrarouge du graveur DVD provoque la réduction et l'exfoliation simultanée de l'oxyde de graphite et produit des monocouches de graphènes isolées mais enchevêtrées appelées "Laser Scribed Graphene" (LSG). Le graphène (LSG) est décollé et placé sur un substrat flexible, puis coupé en tranches pour former des électrodes. Deux électrodes sont prises en sandwich avec une couche d'électrolyte au milieu. Le résultat est un condensateur à haute densité électrochimique, dit supercondensateur.

Démonstration dans la vidéo ci-dessous :

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Interaction des ions avec une électrode de carbone

Une équipe internationale de chercheurs a réussi à faire une simulation numérique des interactions qui ont lieu au niveau moléculaire au sein des électrodes de supercondensateurs. C'est une avancée importante dans la compréhension des mécanismes de stockage de l'énergie et cette expérience ouvre des perspectives d'améliorations conséquentes des supercondensateurs.

Le fonctionnement d'un supercondensateur est très différent de celui d'une batterie électro-chimique. Les supercondensateurs ont la capacité de stocker et de livrer plus de puissance que les batteries. Ils ne fonctionnent pas sur la base de réactions chimiques et peuvent donc se charger ou se décharger très rapidement et durer jusqu'à un million de cycles de charge-décharge.

Les interactions qui ont lieu au niveau moléculaire au sein des électrodes des supercondensateurs sont impossible à observer par des techniques expérimentales. Mais grâce à une simulation numérique, les chercheurs ont produit la première image quantitative de la structure ionique absorbée dans une électrode en carbone nanoporeux d'un supercondensateur.

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Carbone modifié pour supercondensateur haute densité

Le 13 février, la société américaine EnerG2 a inauguré une usine dans l'Oregon qui produira un carbone modifié utilisable dans la fabrication de supercondensateurs et de batteries.

Ce carbone modifié compose la partie "charbon actif" du supercondensateur, un élément essentiel pour la capacité de stockage énergétique. Avec son nouveau produit, EnerG2 compte améliorer les performances des dispositifs existants de stockage de l’énergie et promet des prix plus bas pour des supercondensateurs gagnant en densité énergétique et en légerté.

Généralement, le charbon actif est produit en traitant des écorces de noix de coco ou d’autres matériaux naturels. EnerG2 utilise un tout autre procédé qui a été développé à l’université de Washington pour fabriquer du charbon actif à partir d’un polymère.

La société a mis au point son propre polymère et une méthode pour produire du charbon actif présentant une surface plus uniforme que s'il était conçu à base de sources naturelles.

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Lampe de poche avec supercondensateur

Vous êtes bricoleur et vous souhaitez tester les supercondensateurs dans un projet concret ?

Antoine ROUSSEL vous montre sur son blog "La famille créative" comment fabriquer une lampe de poche utilisant un supercondensateur :
Une lampe de poche immortelle

L'auteur explique pas à pas les démarches à effectuer et les composants à utiliser en agrémentant son article de photos et de schémas électriques.

Attention, travailler avec un supercondensateur est réservé aux bricoleurs avertis ayant des connaissances en électricité. Il faut faire attention au matériel utilisé et aux manipulations effectuées car un supercondensateur qui explose peut faire des dégâts. Si vous souhaitez reproduire l'expérience, vous devrez assumer toutes les responsabilités y incombant.

Le résultat est une lampe de poche qui éclaire pendant 15 minutes (sans perte de luminosité) et qui se recharge entièrement en seulement 10 secondes. Antoine ROUSSEL va encore plus loin en ajoutant un port USB au dispositif afin de recharger facilement sa lampe de poche à partir d'un ordinateur, un auto-radio ou un autre appareil électronique muni d'une prise USB.

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Supercondensateur iCap
3000 Farads

Ioxus, société américaine spécialisée dans les supercondensateurs haute performance, lance un nouveau supercondensateur de 3000 Farads : le iCap.

Ioxus complète ainsi sa gamme avec un supercondensateur offrant une densité de puissance très importante qui servira à de nouveaux usages dans l'industrie. Avec l'iCap, Ioxus propose une cellule de stockage d'énergie suffisamment puissante pour le secteur automobile et pour avoir un rapport efficacité/coût très intéressant dans le domaine du stockage d'électricité pour les énergies renouvelables comme l'éolien ou le photovoltaïque.

Le supercondensateur iCap promet des performances accrues, une grande longévité et un faible poids tout en proposant la plus grosse densité de puissance du marché des supercondensateurs.

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Système de récupération d'énergie du freinage Mazda avec supercondensateur

Certains constructeurs automobiles étudient la piste du supercondensateur haute densité pour remplacer la batterie dans les véhicules électriques, mais ce n'est encore qu'au stade expérimental.

Par contre, le supercondensateur a déjà pris place dans la voiture pour la récupération d'énergie et pas seulement dans les véhicules électriques. En effet, les supercondensateurs sont particulièrement efficaces pour répondre à ce besoin. Capable de se charger et se décharger très rapidement et quasiment sans usure, le supercondensateur se présente comme une batterie ultra-rapide et fiable.

Le système Stop & Start pour couper le moteur à l'arrêt

C'est PSA en 2010 qui est le premier constructeur automobile à avoir eu l'idée d'utiliser des supercondensateurs pour optimiser le système Stop & Start qui coupe le moteur dès que la voiture d'arrête avec levier de vitesse au point mort, pour économiser du carburant.

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Souris Genius DX-Eco avec supercondensateur

Les souris sans fil à batterie, c'est pratique à l'usage, mais il faut quelques heures pour les recharger. Pire, plus ça va et moins la recharge dure longtemps !

C'est pourquoi la société Genius a eu l'idée d'équiper la souris Genius DX-Eco d'un supercondensateur Panasonic. Résultat : la souris est rechargée entièrement en seulement 3 minutes et permet une autonomie de 4 heures.

Le supercondensateur Panasonic supporte pas moins de 100 000 charges. Vous ne pesterez plus sur votre batterie qui s'est affaiblie avec le nombre de recharges.

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