Plus d’intégrations et d’applications doivent être

Ils ont publié leur travail le 3 août dans Progrès des matériaux énergétiques.

« Les MSC présentent généralement des structures planes, et les deux électrodes sont séparées dans le plan sans séparateur supplémentaire. L’écartement étroit des électrodes du MSC permet un transport rapide des ions électrolytes entre les électrodes. En raison de la courte distance de diffusion, les charges sont faciles à accumuler et à libérer pendant la procédure de charge et de décharge, permettant une densité de puissance ultra élevée de MSC pour les appareils électriques. a déclaré l’auteur correspondant de l’article, Liangti Qu, professeur au Laboratoire clé d’optoélectronique organique et de génie moléculaire du ministère de l’Éducation, Département de chimie, Université Tsinghua. “La densité de puissance ultra-élevée du MSC favorise une grande force motrice pour les appareils électriques, ainsi le MSC montre un grand potentiel dans la micro-électronique portable.”

Qu a expliqué les avantages de la fonction planaire du MSC, en particulier pour sa petite surface, généralement comprise entre des centimètres et des micromètres, qui peut être assemblée dans certains appareils électroniques portables, tels que les circuits intégrés sur puces, les micro-robots et les indicateurs de position.

“L’intégration des MSC et d’autres composants électroniques devient progressivement des axes de développement critiques des MSC et constitue une partie importante des futurs circuits intégrés”, a déclaré Qu. “L’application intégrée des MSC implique principalement les connexions et le degré d’adaptation entre chaque composant électrique, ainsi que l’adéquation des matériaux et des structures de l’appareil. Ces discussions sur l’appareil n’ont jamais été mentionnées auparavant.

En se concentrant sur les applications des MSC multifonctionnels et des circuits intégrés MSC, Qu et son équipe ont présenté certaines propriétés spéciales des MSC multifonctionnels dans l’examen. De plus, du point de vue de l’intégration, comme les unités de stockage d’énergie, les MSC se combinant avec des dispositifs consommateurs d’énergie (tels que des capteurs) ou des dispositifs fournissant de l’énergie sont systématiquement discutés. Pour acquérir une structure robuste et compacte, la conception de MSC et de divers composants électroniques dans une structure tout-en-un en utilisant des matériaux compatibles est également répertoriée. Enfin, les défis et le potentiel de développement des systèmes intégrés MSC sont mis en avant.

“Nous avons supposé l’objectif de recherche des systèmes intégrés MSC dans l’examen. Le développement de dispositifs MSC intégrés, d’une connexion simple et grossière avec des fils métalliques à la combinaison de tous les composants dans un substrat partagé, puis à une unité organique dans une structure tout-en-un, rend le dispositif MSC intégré plus compact et robuste. Qu’a dit.

« Le niveau d’intégration des dispositifs intégrés auto-alimentés composés de MSC et de générateurs d’énergie est encore loin d’être satisfaisant. Une connectivité lâche et grossière entre l’équipement de production d’électricité et les MSC entraîne facilement une consommation d’énergie, entraînant une faible efficacité de charge et une tension de charge insuffisante des MSC », a déclaré Qu. « Bien que le développement de la structure et l’intégration du système MSC aient résolu ce problème dans une certaine mesure, peu de matériaux compatibles et multifonctionnels peuvent être choisis. En outre, la conception de la structure de l’appareil intégré est également difficile à satisfaire la plupart des applications pratiques. Pour résoudre ces problèmes, les matériaux compatibles multifonctionnels et la conception structurelle des dispositifs intégrés entre les MSC et d’autres composants électroniques devraient être développés dans les futurs dispositifs intégrés MSC.

Yang Zhao, un autre auteur correspondant, et Chang Gao, le premier auteur de l’article, sont affiliés au Key Laboratory of Cluster Science, Ministry of Education of China, Beijing Key Laboratory of Photoelectronic/Electrophotonic Conversion Materials, School of Chemistry and Chemical Engineering , Institut de technologie de Pékin. Un autre contributeur, Yuyang Gu, est également issu du même laboratoire.

Ce travail a été soutenu par NSFC [22035005, 22075019]le programme national clé de R&D de Chine [2017YFB1104300]Centre d’analyse et de test, Institut de technologie de Pékin.

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Référence

Auteurs: Chang Gao,^1,2 Yuyang Gu,¹ Yang Zhao,¹ et Liangti Qu³

Titre de l’article original : Développement récent de systèmes intégrés de microsupercondensateurs

Journal: Progrès des matériaux énergétiques

EST CE QUE JE: 10.34133/2022/9804891

Affiliations :

¹Key Laboratory of Cluster Science, Ministry of Education of China, Beijing Key Laboratory of Photoelectronic/Electrophotonic Conversion Materials, School of Chemistry and Chemical Engineering, Beijing Institute of Technology, Beijing 100081, Chine

²École d’ingénierie électronique et de l’information, Université Jiaotong de Pékin, Pékin 100044, Chine

³Key Laboratory of Organic Optoelectronics & Molecular Engineering of Ministry of Education, Department of Chemistry, Tsinghua University, Beijing 100084, Chine

À propos des auteurs:

Qu Liangti, professeur, département de chimie, Université Tsinghua, directeur de thèse, professeur spécial des Cheungkong Scholars du ministère de l’Éducation et lauréat de la National Science Foundation for Outstanding Young Scholars. La recherche se concentre sur la préparation contrôlable, la modification fonctionnelle et l’assemblage de nanomatériaux de carbone, de graphène, de nanotubes de carbone, de polymères conducteurs et fonctionnels, et explore leurs applications dans les matériaux fonctionnels avancés, la conversion et le stockage efficaces de l’énergie.

Yang Zhao (auteur correspondant) est professeur associé et directeur de thèse à l’École de chimie et de génie chimique de l’Institut de technologie de Pékin. Elle est engagée depuis longtemps dans la préparation de nanomatériaux à base de carbone, d’assemblages fonctionnels de graphène et de leurs applications dans les nouveaux dispositifs de stockage d’énergie, la stimulation électrochimique et d’autres domaines connexes. En tant qu’auteur correspondant (ou le premier), elle a publié 50 articles SCI.

Gao Chang (le premier auteur), diplômée de l’École de chimie et de génie chimique de l’Institut de technologie de Pékin en juin 2022. Son tuteur est le professeur Qu Liangti et le professeur associé Zhao Yang. Elle est maintenant enseignante à l’École d’information et d’ingénierie électroniques de l’Université Jiaotong de Pékin. Son domaine de recherche porte sur les microdispositifs de stockage d’énergie.