Une nouvelle approche visant à améliorer les performances des supercondensateurs à base de MOF a été développée par des chercheurs de l'Institut de nanosciences et technologies (INST) de Mohali. Cette technique basée sur le laser permet l'introduction contrôlée de défauts dans le matériau, augmentant ainsi les capacités de stockage d'énergie. Cette méthode pourrait offrir une amélioration significative par rapport aux méthodes traditionnelles utilisées pour la création de défauts, telles que le recuit thermique, l'exposition chimique et le broyage à billes, qui manquaient de précision.
Comment la technologie laser améliore les supercondensateurs à base de MOF
Dans cette approche innovante, le professeur Vivek Bagchi et son équipe de l'INST ont utilisé l'irradiation laser pour créer des défauts et de la porosité dans le MOF CuZn-BTC. En ajustant soigneusement la puissance du laser, ils ont pu augmenter la surface de l'électrode sans altérer la structure cristalline du MOF (Metal Organic Framework). Les détails de la recherche ont été publiés dans la revue ACS Materials Letter.
Ce réglage précis améliore les performances du matériau en permettant une meilleure diffusion des ions et un meilleur stockage de l'énergie. Les pores générés dans la structure MOF tridimensionnelle permettent aux ions de se déplacer plus efficacement, améliorant ainsi considérablement la capacité de stockage d'énergie du dispositif.
Les méthodes traditionnelles de création de défauts ont tendance à transformer le matériau ou à créer des structures composites, ce qui réduit l'efficacité. Cependant, cette méthode laser maintient la cristallinité d'origine du MOF tout en améliorant ses propriétés électrochimiques. Lors de l'exposition au laser, certaines liaisons du CuZn-MOF se brisent, créant des pores qui améliorent la diffusion des ions tout en préservant la structure globale intacte.
Avantages environnementaux et de performance
En plus d’améliorer le stockage d’énergie, le procédé laser est plus rapide, plus propre et plus respectueux de l’environnement que les approches conventionnelles. Il élimine le besoin de solvants chimiques, ce qui rend le processus à la fois plus sûr et plus rapide. Les résultats, publiés dans ACS Materials Letter, soulignent le potentiel d’application de cette méthode à d’autres matériaux MOF pour améliorer les performances des technologies de stockage d’énergie.