Penyimpan Energi berupa Sehelai Kertas

Gambar di atas: Neelam Singh, mahasiswa pascasarjana Rice University sedang memegang sebuah super kapasitor yang dibuat dari selembar grafit oksida. Panas dari pola yang dituliskan pada material dengan menggunakan laser, mengubah lembaran tersebut menjadi grafit oksida yang tereduksi yang secara elektrik bersifat konduktif.

Mengubah grafit oksida(GO) menjad superkapasitor yang siap pakai adalah hal yang mudah setelah sebuah laboratorium di Rice Unversity menemukan caranya.

Profesor dari Rice, Pulickel Ajayan dan timnya menemukan cara untuk mengubah lembaran GO menjadi superkapasitor siap pakai dengan menuliska pola pada lembaran tersebut dengan laser. Para ilmuwan sendiri sudah mengetahui bahwa panas dari laser dapat mengubah GO yang merupakan bentuk teroksidasi dari grafit, atau material hitam pada mata pensil yang dibuat dari karbon, menjadi Grafit Oksida terReduksi(RGO) yang secara elektrik bersifat konduktif. Dengan dengan menuliskan pola RGO pada lembaran tipis GO, peneliti dari Rice secara efektif mengubahnya menadi superkapasitor bebas dengan kemampuan untuk menyimpan dan melepas energy dengan siklus yang tinggi mencapai ribuan.

Penemuan ini telah dilaporkan pada Nature Nanotechnology pada pecan ini secara online.
Penemuan yang mengejutkan adalah bahwa GO ketika terhidrasi bisa menahan ion dan bekerja seperti elektrolit padat dan seperti bersifat seperti pemisah atau tahanan elektrik. Menurut Wei Gao ketua tim penulis dari paper dan mahasiswa pascasarjanan di Ajayan Lab Hal tersebut merupakan hal yang sangat mudah, ketika GO terkena air hingga basah sehingga seperti spons dan bisa menahan hingga 16 % bebannya.
Menurut Ajayan, Terobosan mendasar disini yaitu GO ketika menyimpan air akan bersifat seperti konduktor ion .Sehingga mereka bisa mengubah lembaran GO menjadi superkapasitor tanpa harus menambahkan apapun. Yang dibutuhkan untuk membuat alat tersebut hanya pola yang akan digunakan dan elektroda. Tentu saja alat tersebut juga berjalan dalam kondisi eksternal elektrolit, bahkan lebih bagus. Menurutnya kita akan melihat banyak alat yang kecil yang membutuhkan sumber tenaga lebih lebih kecil. Peralatan berukuran sedang mungkin akan menggunakan material ini, karena alat ini mudah  disesuaikan.

Sebagai percobaan pengendali, tim periset menyerap semua air dari alat RGO-GO-RGO tersebut dalam ruang hampa sehingga konduktivitasnya hilang. Kemudian mereka meletakkanya ke udara bebas selama 3 jam, dan alat tersebut berhasil mengembalikan kemampuan superkapasitornya, hal tersebut merupakan karakteristik yang sangat potensial.

Agar bisa secara penuh berfungsi seperti super kapasitor, bahan elektroda yang tersambung harus dipisahkan dengan insulator yang mengandung elektrolit. Ketika pola RGO yang tersambung, yang ditulis dengan laser tersebut, dipisahkan oleh bagian GO, material tersebut akan menjadi alat penyimpan energy. Lapisan tersebut bisa diletakkan pada permukaan atas atau bawah, atau pada permukaan yang sama.
Pada percobaan mereka, panas dari Laser menyerap oksigen dari permukaan sehingga menyebabkan RGO yang berpori dan gelap, yang menydiakan tingkan resistansi pada GO yang mengandung ion-ion, sampai pengendali dilepaskan. Pola terserbut dituliskan pada GO pada akurasi mendekati 1 mikron. Secara mendasar, peralatan tersebut menghasilkan unjuk kerja elektrokimia secara bagus tanpa bahan kimia sama sekali.
Kata Ajayan, Uji coba device pada Rice University dan dilakukan juga di University of Delaware menunjukkan unjuk kerja yang bisa dibandingkan dengan super kapasitor mikro berbasis film yang sudah ada. Kapasitor tersebut menunjukkan karakteristik transport proto yang mirip dengan Nafion yang merupakan lapis elektrolit yang sudah dipasarkan dan ditemukan pada 1960.
Menurutnya juga, Untuk saat ini, Laboratorium tersebut sendiri, tidak akan membuat super kapasitor dalam jumlah banyak, dan penelitian akan dibuka untuk kemungkinan-kemungkinan yang menari, termasuk membuat peralatan untuk kegunaan dalam Sel bahan bakar dan baterai litium karena arena banyak orang telah melihat potensi grafit oksida ini selama 5 atau 10 tahun, dan sekarang belum ada siapapin yang mengetahui apa yang telah dihasilkan peneliti Rice. Mereka telah menemukan mekanisme dasar dari grafit oksida yang berguna untuk berbagai penerapan.