Onderzoekers van UCLA hebben een pelsachtige variant ontwikkelt van het geleidende plastic Pedot, die de prestaties van supercondensatoren drastisch kan verbeteren.

Pedot, of poly(3,4-ethyleendioxythiofeen), is een elektrisch geleidend plastic dat al decennialang wordt gebruikt in elektronica. Het materiaal wordt toegepast in touchscreens, organische zonnecellen en zelfs in slimme ramen die van licht naar donker kunnen schakelen. Hoewel Pedot bekend staat om zijn flexibiliteit en transparantie, was het gebruik ervan voor energieopslag tot nu toe beperkt vanwege een gebrek aan elektrische geleidbaarheid en oppervlak om energie vast te houden.
Het team van professor Richard Kaner en Maher El-Kady heeft een manier gevonden om Pedot aanzienlijk te verbeteren. Door een geavanceerd proces hebben ze verticale nanovezels van Pedot ontwikkeld die doen denken aan een dicht tapijt van gras. Deze structuur vergroot het oppervlak van het materiaal drastisch, waardoor het meer elektrische lading kan opslaan.
De onderzoekers gebruikten een uniek groeiproces in de gasfase om deze nanovezels te maken. Een vloeistof met grafeenoxide en ijzerchloride werd op een grafietoppervlak geplaatst en blootgesteld aan dampen van monomeermoleculen. In plaats van een dunne, vlakke film te vormen, groeide het Pedot uit tot een dikke, vachtachtige structuur. Deze innovatieve aanpak resulteerde in een materiaal met een tot wel tien keer hogere energieopslagcapaciteit dan conventionele Pedot.
Voordelen van de nieuwe supercondensator
Supercondensatoren slaan energie op door elektrische lading op hun oppervlak te verzamelen, in tegenstelling tot batterijen die energie opslaan via chemische reacties. Dit maakt ze ideaal voor toepassingen waarbij snelle laad- en ontlaadtijden nodig zijn, zoals remsystemen in elektrische voertuigen en flitsers in camera’s. Het nieuwe Pedot-materiaal maakt supercondensatoren mogelijk die niet alleen meer energie kunnen opslaan, maar ook duurzamer zijn. Ze doorstonden bijna 100.000 laadcycli zonder significante degradatie, terwijl traditionele materialen hierbij vaak tekortschieten.
Met een elektrochemisch actieve oppervlakte die vier keer groter is dan die van traditionele Pedot en een geleidbaarheid die 100 keer hoger ligt, biedt dit materiaal ongekende mogelijkheden. Het heeft een van de hoogste ladingsopslagcapaciteiten die ooit voor Pedot is gerapporteerd: meer dan 4600 milliFarad per vierkante centimeter.