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Forscher Forschungsgruppe für hohe Leistung in der Materialwissenschaft und -technik der URJC ■ die Entwicklung von Technologien für die Nutzung von Energie in der Energieversorgung und die Verbesserung der Sicherheit und des Gesundheitsschutzes bei der Arbeit; Verbundwerkstoffe -dass sie kombiniert Kohlenstofffaser und ionische leitfähige Polymermatrix- als mögliche Lösung für den Einsatz in Hybrid- und Elektrofahrzeugen.

Das Hauptziel ihrer Forschung ist die Entwicklung eines Verbundmaterials, das Speicherung von Energie , wobei die Kombination elektrochemischer und mechanischer Eigenschaften Damit das Material für eine nachhaltige elektrische Mobilität eingesetzt werden kann. "Dies ist eine sehr ehrgeizige Herausforderung, da einerseits die spezifische Oberfläche der Kohlenstofffasern, die wie Elektroden wirken, erhöht werden muss, um die Leistungsfähigkeit des Superkondensators zu erhöhen, ohne die mechanischen Eigenschaften der Faser zu beeinträchtigen, und andererseits die Polymermatrix ionisch leitfähig sein und ein hohes Elastizitätsmodul aufweisen muss, das zwei widersprüchliche Eigenschaften ist," erklärt er. Maria Sanchez, die Hauptforschungsfirma des genannten Projekts und Mitglied der Hochrangigen Forschungsgruppe für Materialwissenschaft und -technik.

Die ersten Ergebnisse, vor kurzem in der wissenschaftlichen Zeitschrift veröffentlicht Elektrochimik AktSie sind ermutigend und zielen darauf ab, den Augenblick der Entwicklung und des Wandels zu fördern, um das Gleichgewicht zwischen der Erleichterung des Verkehrs der Nutzer und der Achtung der Umwelt zu wahren. In diesem Zusammenhang stellt das Team der UrJC eine der innovativsten und nachhaltigsten Lösungen für die Entwicklung der städtischen und der innerstädtischen Mobilität dar.

Architektur eines strukturellen Superkondensators

Der Superkondensator-Prototyp besteht aus zwei mit Grafen-Nanoplatten beschichteten Kohlenstofffasergeweben, die als Elektroden wirken, zwei zwischengeschalteten Geweben aus Glasfasern, die als Trenner wirken, und all dies ist in einer ionischen leitfähigen Polymermatrix eingebettet, die als Elektrolyt wirkt. "Der Superkondensator wurde durch Vakuum-Assistentharz-Infusion hergestellt, die ein Verfahren zur Herstellung von Verbundstoffen mit Gewebe als Verstärkung ist, bei dem das Harz mit Hilfe des Vakuums während der Herstellungs- und Konsolidierungsphase des Verbundmaterials integriert wird," so die Forscherin.

Die vorherige Entwicklung der Kohlenstofffaserelektroden und des Elektrolyt-Matrix-Verbundwerkstoffs war der Schlüssel zu einem strukturellen Superkondensator mit vielversprechenden Eigenschaften. Auf der einen Seite Beschichtung der Kohlenstofffaser mit Grafen-Nanoplatten hat dazu beigetragen, dass Elektroden eine größere spezifische Oberfläche und damit eine größere Speicherkapazität aufweisen. Und andererseits hat die Entwicklung eines festen polymeren Elektrolyts, der als Matrix wirkt, zu einem Gleichgewicht zwischen den notwendigen mechanischen Eigenschaften und der Ionenleitfähigkeit geführt.

Der Prototyp eines Superkondensators, der vom Forschungsteam der URJC entwickelt wurde, hat somit eine Kombination aus elektrochemischen und mechanischen Eigenschaften, die für die Verwendung als multifunktionales Verbundmaterial in der elektrischen Mobilität gültig sind.

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Universität König Juan Carlos 

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