Hoe intimiderend hun naam ook is, supercondensatoren maken deel uit van ons dagelijks leven. Neem bijvoorbeeld bussen:supercondensatoren worden opgeladen tijdens het remmen, en stroom leveren om de deuren te openen wanneer het voertuig stopt. Toch was de moleculaire organisatie en het functioneren van deze apparaten voor elektriciteitsopslag nog niet eerder waargenomen. Voor de eerste keer, onderzoekers van CNRS en de Université d'Orléans hebben de moleculaire herschikkingen onderzocht die spelen in commercieel verkrijgbare supercondensatoren terwijl ze in bedrijf zijn. De door de wetenschappers bedachte techniek biedt een nieuwe tool voor het optimaliseren en verbeteren van de supercondensatoren van morgen. De resultaten worden online gepubliceerd op Natuurmaterialen ' website op 17 februari 2013.

Supercondensatoren zijn apparaten voor het opslaan van elektriciteit die heel anders zijn dan batterijen. In tegenstelling tot batterijen, supercondensatoren worden veel sneller opgeladen (meestal in seconden), en geen snelle slijtage door opladen/ontladen. Anderzijds, even groot en hoewel ze meer vermogen bieden, ze kunnen niet zoveel elektrische energie opslaan als batterijen (op koolstof gebaseerde supercondensatoren leveren een energiedichtheid van ongeveer 5 Wh/kg vergeleken met ongeveer 100 Wh/kg voor lithium-ionbatterijen). Supercondensatoren worden gebruikt bij het terugwinnen van remenergie in tal van voertuigen (auto's, bussen, treinen, etc.) en om de nooduitgangen van de Airbus A380 te openen.

Een supercondensator slaat elektriciteit op door de interactie tussen nanoporeuze koolstofelektroden en ionen, die positieve en negatieve ladingen dragen, en bewegen in een vloeistof die bekend staat als een elektrolyt. Tijdens het opladen, de anionen (negatief geladen ionen) worden vervangen door kationen (positief geladen ionen) in de negatieve elektrode en vice versa. Hoe groter deze uitwisseling en hoe groter het beschikbare koolstofoppervlak, hoe groter de capaciteit van de supercondensator.

Met behulp van nucleaire magnetische resonantie (NMR) spectroscopie, onderzoekers gingen dieper in op dit fenomeen en waren in staat, Voor de eerste keer, om de verhouding te kwantificeren waarin ladingsuitwisselingen plaatsvinden in twee supercondensatoren met behulp van in de handel verkrijgbare koolstoffen. Door twee nanoporeuze koolstofmaterialen te vergelijken, de onderzoekers konden aantonen dat de supercondensator met de koolstof met de meest ongeordende structuur een grotere capaciteit en verbeterde hoogspanningstolerantie had. Dit kan te wijten zijn aan een betere elektronische ladingsverdeling bij contact met de elektrolytmoleculen.