Publié le 14 février 2026 08h36:00. Des chercheurs chinois ont mis au point une nouvelle méthode d’assemblage du graphène qui pourrait considérablement améliorer les performances des supercondensateurs, des composants clés pour le stockage d’énergie dans les appareils électroniques et les systèmes durables.
- L’équipe a développé une électrode à base de graphène présentant une capacité de stockage d’énergie et une durabilité exceptionnelles.
- Cette avancée repose sur un processus d’auto-assemblage innovant utilisant des fentes capillaires pour organiser les flocons de graphène.
- Les tests ont révélé des performances impressionnantes, notamment une rétention de capacité de 99,80 % après 20 000 cycles.
Des scientifiques de l’Université Jiaotong de Dalian et de l’Académie d’optoélectronique avancée de Chine méridionale ont annoncé une percée significative dans le domaine du stockage d’énergie. Leur recherche, axée sur l’amélioration des supercondensateurs – des dispositifs capables de stocker et de libérer rapidement de l’énergie – s’appuie sur une nouvelle approche pour la fabrication d’électrodes à base de graphène.
La clé de cette innovation réside dans une technique d’auto-assemblage assistée par fente capillaire. En utilisant des micro-fentes en verre, les chercheurs ont réussi à contrôler l’empilement des flocons de graphène lors de l’évaporation du solvant. Ce processus permet de créer des structures stratifiées très ordonnées, contrairement aux méthodes traditionnelles où le réempilement aléatoire des flocons entrave le transport des ions, limitant ainsi l’efficacité du supercondensateur. Les forces capillaires, combinées aux interactions π – π et à l’attraction électrostatique, assurent l’alignement précis de l’oxyde de graphène réduit traité à l’acide sulfurique (ATGO) et du graphène commercial (CG) en films continus et autonomes.
Un traitement à l’acide sulfurique joue également un rôle crucial. Il transforme les groupes époxy inertes présents dans l’oxyde de graphène en groupes hydroxyle et carboxyle, qui sont électrochimiquement actifs. Ces sites actifs augmentent la pseudocapacité, tandis qu’un traitement thermique ultérieur améliore la conductivité électrique du matériau. Le résultat est une électrode qui combine à la fois une charge rapide et une stabilité chimique élevée.
Les performances de cette nouvelle électrode ont été rigoureusement testées. Les résultats sont prometteurs : une capacité surfacique de 1 589,78 mF·cm⁻² (milliFarads par centimètre carré) à 5 mV·s⁻¹ (millivolts par seconde), une capacité volumique de 132,48 F·cm⁻³ (Farads par centimètre cube), une densité énergétique de 0,22 mWh·cm⁻² (milliwatt-heures par centimètre carré), une densité de puissance de 8,69 mW·cm⁻² (milliwatts par centimètre carré) et, surtout, une stabilité cyclique remarquable avec une rétention de capacité de 99,80 % après 20 000 cycles à 50 mA·cm⁻² (milliampères par centimètre carré).
En comparaison avec les électrodes fabriquées par les méthodes de coulée conventionnelles, les films S-ATrGO/CG assemblés par fente présentent une mobilité électronique, une dissipation thermique et une uniformité structurelle supérieures, ce qui contribue à leurs performances électrochimiques améliorées. Illustration du système d’assemblage du graphène induit par fente capillaire.
Cette recherche ouvre la voie à une production à grande échelle d’électrodes en graphène à haute capacité, ce qui pourrait avoir des implications importantes pour le développement de supercondensateurs plus performants. Ces avancées pourraient bénéficier à divers domaines, notamment l’électronique flexible, les dispositifs micro-énergétiques et les systèmes de stockage d’énergie durables de nouvelle génération.