مكثفات فائقة غير متناظرة عالية الأداء ومرنة قائمة على فيلم هجين جديد من رغوة الجرافين/أنابيب الكربون النانوية

في هذا العمل، نبلغ عن تصنيع فيلم هجين جديد ثلاثي الأبعاد من رغوة الجرافين (GF)/أنابيب الكربون النانوية (CNT) يمتاز بمرونة عالية وقوة كدعم مثالي لرسو كميات كبيرة من المواد النشطة كهربائياً لكل وحدة مساحة. لإثبات الفكرة، قمنا بإيداع MnO2 وpolypyrrole (Ppy) على أفلام GF/CNT وتصنيع مكثفات فائقة غير متناظرة (ASCs) خفيفة ومرنة بنجاح. هذه المكثفات التي تم تجميعها من أفلام GF/CNT/MnO2 وGF/CNT/Ppy مع تحميل عالي من المواد النشطة كهربائياً في إلكتروليت مائي قادرة على العمل بجهد خرج يبلغ 1.6 فولت، وتقديم كثافة طاقة/طاقة عالية (22.8 واط ساعي/كلغ عند 860 واط/كلغ و2.7 كيلو واط/كلغ عند 6.2 واط ساعي/كلغ). يمكن تحسين أداء المعدل بشكل أكبر مع تحميل أقل من المواد النشطة كهربائياً (10.3 كيلو واط/كلغ عند 10.9 واط ساعي/كلغ). تظهر ASCs استقراراً ملحوظاً في الدورات (احتفاظ السعة بنسبة 90.2–83.5% بعد 10,000 دورة)، وهو من بين الأفضل المبلغ عنها لمكثفات ASCs التي تتكون كلا القطبين من مواد نشطة كهربائياً غير كربونية. كما أن ASCs قادرة على الحفاظ على أدائها الكهربائي بشكل مثالي عند زوايا انحناء مختلفة. تظهر هذه المكثفات إمكانيات كبيرة كمصادر طاقة للأجهزة الإلكترونية المرنة والخفيفة الوزن.