Les supercondensateurs permettent de stocker de l'énergie électrique grâce à l'adsorption d'ions sur des électrodes chargées, séparées par une membrane isolante et perméable aux ions. Comment optimiser la densité d'ions adsorbés et faciliter leur migration d'une électrode à l'autre ?

Le graphène peut-il être une solution ? Il bénéficie d'une grande surface développée, d'une excellente conductivité électrique et il est flexible. Toutefois, l'oxyde de graphène réduit, un matériau très proche du graphène qui a déjà été testé pour les supercondensateurs, souffre d'une capacité de stockage limitée. En effet, les feuillets ont tendance à s'effondrer les uns sur les autres, diminuant ainsi la surface disponible pour l'adsorption des ions.

Des chercheurs de l'Irig ont donc eu l'idée d'espacer les feuillets de graphène en utilisant des molécules « piliers » pour ouvrir des galeries. Leur expérience a montré que le nombre de piliers entre feuillets a une influence significative sur la densité d'ions adsorbés et sur leur cinétique de transport. Un remplissage médian favorise l'accès des ions aux galeries, augmente la surface disponible à l'adsorption et améliore le transport ionique. La densité des échantillons a ensuite été modifiée en jouant sur le séchage du matériau, ce qui a permis d'atteindre des capacités volumiques plus élevées.