De toenemende populariteit van elektrische voertuigen en vliegtuigen biedt de mogelijkheid om van fossiele brandstoffen af ​​te stappen naar een duurzamere toekomst. Hoewel aanzienlijke technologische vooruitgang de efficiëntie van deze voertuigen drastisch heeft verhoogd, er zijn nog steeds verschillende problemen die een brede acceptatie in de weg staan.

Een van de belangrijkste van deze uitdagingen heeft te maken met massa, omdat zelfs de meest recente accu's en supercondensatoren van elektrische voertuigen ongelooflijk zwaar zijn. Een onderzoeksteam van het Texas A&M University College of Engineering benadert het massaprobleem vanuit een unieke invalshoek.

Het meeste onderzoek gericht op het verlagen van de massa van elektrische voertuigen was gericht op het vergroten van de energiedichtheid, waardoor het gewicht van de batterij of supercondensator zelf wordt verminderd. Echter, een team onder leiding van Dr. Jodie Lutkenhaus, hoogleraar aan de Artie McFerrin afdeling Chemische Technologie, is van mening dat lichtere elektrische voertuigen en vliegtuigen kunnen worden bereikt door energie op te slaan in de structurele carrosseriepanelen. Deze aanpak brengt zijn eigen technische uitdagingen met zich mee, omdat het de ontwikkeling van batterijen en supercondensatoren vereist met dezelfde soort mechanische eigenschappen als de structurele carrosseriepanelen. specifiek, batterijen en supercondensatorelektroden zijn vaak gevormd met brosse materialen en zijn mechanisch niet sterk.

In een artikel gepubliceerd in Materie , het onderzoeksteam beschreef het proces van het maken van nieuwe supercondensatorelektroden met drastisch verbeterde mechanische eigenschappen. In dit werk, het onderzoeksteam was in staat om zeer sterke en stijve elektroden te maken op basis van met dopamine gefunctionaliseerd grafeen en Kevlar-nanovezels. Dopamine, wat ook een neurotransmitter is, is een sterk hechtende molecule die de eiwitten nabootst waarmee mosselen aan vrijwel elk oppervlak kunnen kleven. Het gebruik van dopamine- en calciumionen leidt tot een aanzienlijke verbetering van de mechanische prestaties.

In feite, in het artikel, onderzoekers rapporteren supercondensatorelektroden met de hoogste, daten, multifunctionele efficiëntie (een maatstaf die een multifunctioneel materiaal evalueert op basis van zowel mechanische als elektrochemische prestaties) voor op grafeen gebaseerde elektroden.

Dit onderzoek leidt tot een geheel nieuwe familie van structurele elektroden, wat de deur opent naar de ontwikkeling van lichtere elektrische voertuigen en vliegtuigen.

Hoewel dit werk vooral gericht was op supercondensatoren, Lutkenhaus hoopt het onderzoek te vertalen naar het creëren van stevige, stijve batterijen.