Naha supercapacitors tiasa ngagentos batré dina kendaraan listrik?

Mobil listrik sareng hibrida leres-leres ngakar dina pipikiran pengendara modéren salaku babak anyar dina épolusi kendaraan. Dibandingkeun sareng model anu dilengkepan ICE, kendaraan ieu ngagaduhan kaunggulan sareng karugian masing-masing.

Kauntungannana kalebet kalebet operasi anu sepi, ogé henteuna polusi nalika nyetir (sanaos ayeuna produksi hiji batre pikeun mobil listrik najiskeun lingkungan langkung ti 30 taun operasi mesin diesel tunggal).

Karugian utama kendaraan listrik nyaéta kabutuhan pikeun ngeusi batre. Patali sareng ieu, pabrik mobil ngarah ngembangkeun sababaraha pilihan pikeun kumaha ningkatkeun umur batre sareng ningkatkeun interval antara biaya. Salah sahiji pilihan ieu nyaéta panggunaan supercapacitors.

Pertimbangkeun téknologi ieu ngagunakeun conto industri mobil anyar - Lamborghini Sian. Naon kaunggulan sareng kalemahan tina pamekaran ieu?

Énggal dina pasar kendaraan listrik

Nalika Lamborghini ngamimitian ngaluncurkeun hibrida, anjeun tiasa yakin yén éta moal ngan ukur janten vérsi anu langkung kuat ti Toyota Prius.

Sian, debut perusahaan listrik Italia, mangrupikeun mobil hibrid produksi munggaran (anu ageung 63) anu nganggo supercapacitors tibatan aki lithium-ion.

Seueur ahli fisika sareng insinyur yakin yén ieu konci pikeun mobilitas listrik massa, sanés batré litium-ion. Sian nganggo ieu pikeun nyimpen listrik sareng, upami diperyogikeun, tuang kana motor listrikna anu alit.

Kaunggulan supercapacitors

Supercapacitors ngecas sareng ngaleupaskeun énergi langkung gancang tibatan kalolobaan batré modéren. Salaku tambahan, aranjeunna tiasa tahan sacara signifikan langkung siklus muatan sareng debit tanpa kaleungitan kapasitas.

Dina kasus Sian, supercapacitor nyetir motor listrik 25 kilowatt anu diwangun kana kotak gear. Éta tiasa nyayogikeun tambahan pikeun mesin pembakaran internal 6,5 horsepower 12-liter V785 atanapi nyetir mobil olahraga nyalira nalika manuver-speed low sapertos parkir.

Kusabab ngecasna gancang pisan, hibrida ieu henteu kedah dicolokkeun kana outlet témbok atanapi stasiun pangisianan. Supercapacitors dieusi pinuh unggal waktos kendaraan marake. Hibrida batré ogé ngagaduhan énergi rem, tapi éta laun sareng ngan ukur sawaréh ngabantosan mileage listrik.

Supercapacitor boga kartu trump sejen pisan badag: beurat. Dina Lamborghini Sian, sakabéh sistem - motor listrik ditambah kapasitor - nambahan ngan 34 kilogram kana beurat. Dina hal ieu, kanaékan kakuatan nyaéta 33,5 horsepower. Pikeun babandingan, batré Renault Zoe nyalira (kalayan 136 horsepower) weighs sabudeureun 400kg.

Kalemahan supercapacitors

Tangtu, supercapacitors ogé boga kalemahan dibandingkeun accu. Kana waktosna, aranjeunna ngumpulkeun énergi anu langkung parah - upami Sian henteu numpak saminggu, teu aya énergi anu tinggaleun dina kapasitor. Tapi aya ogé kamungkinan solusi pikeun masalah ieu. Lamborghini damel sareng Massachusetts Institute of Technology (MIT) pikeun nyiptakeun modél listrik murni dumasar kana supercapacitors, konsép Terzo Millenio (Millennium Katilu) anu kasohor.

bst

Ku jalan kitu, Lamborghini, anu aya dina naungan Grup Volkswagen, sanés ngan ukur perusahaan anu ékspérimén di daérah ieu. Modél hibrida Peugeot parantos nganggo superkapasitor mangtaun-taun, kitu ogé modél sél suluh hidrogén Toyota sareng Honda. Pabrikan Cina sareng Korea masang aranjeunna dina beus listrik sareng treuk. Sareng taun ka tukang, Tesla ngagaleuh Maxwell Electronics, salah sahiji produsén supercapacitor panggedéna di dunya, tanda pasti yén sahenteuna Elon Musk percaya kana masa depan téknologi.

7 kanyataan konci pikeun ngartos supercapacitors

1 Kumaha batréna jalan

Téknologi batre mangrupikeun salah sahiji hal anu parantos lami urang anggap tanpa mikirkeun kumaha jalanna. Seueur jalma ngabayangkeun yén nalika ngecas, urang ngan saukur "tuang" listrik kana batré, sapertos cai kana gelas.

Tapi batré henteu nyimpen listrik sacara langsung, tapi ngan dibangkitkeun lamun diperlukeun ku réaksi kimiawi antara dua éléktroda jeung cairan (paling umum) misahkeun aranjeunna, disebut éléktrolit. Dina réaksi ieu, bahan kimia di dinya dirobah jadi batur. Salila prosés ieu, listrik dihasilkeun. Nalika aranjeunna tos rengse dirobah, réaksi eureun - batréna discharged.

Sanajan kitu, kalawan batré rechargeable, réaksi ogé bisa lumangsung dina arah nu lalawanan - mun anjeun ngecas eta, énergi dimimitian prosés sabalikna, nu restores bahan kimia aslina. Ieu bisa diulang ratusan atawa rébuan kali, tapi inevitably aya karugian. Lila-lila, zat parasit numpuk dina éléktroda, jadi umur batre diwatesan (biasana 3000 nepi ka 5000 siklus).

2 Kumaha cara kapasitor

Teu aya réaksi kimia dina kondensor. Muatan positip sareng négatip dihasilkeun sacara éksklusif ku listrik statis. Dina kapasitor aya dua pelat logam konduktif dipisahkeun ku bahan insulasi anu disebut diéléktrik.

Ngecas pisan mirip sareng ngagosok bal kana baju haneut wol supados caket sareng listrik statis. Muatan positip sareng négatip akumulasi dina pelat, sareng pamisah antara aranjeunna, anu nyegah aranjeunna tina kontak, saleresna mangrupikeun cara nyimpen énergi. Kapasitor tiasa ditagih sareng dibuang bahkan sajuta kali tanpa kaleungitan kapasitas.

3 Naon ari supercapacitors

Kapasitor konvensional leutik teuing pikeun nyimpen énergi - biasana diukur dina microfarads (juta farads). Ieu naha supercapacitors nimukeun dina 1950s. Dina varian industri pangbadagna maranéhanana, dijieun ku pausahaan kayaning Maxwell Technologies, kapasitas ngahontal sababaraha rébu farads, nyaeta, 10-20% tina kapasitas batré litium-ion.

4 Kumaha jalanna supercapacitors

Teu kawas kapasitor konvensional, euweuh diéléktrik. Gantina, dua pelat anu immersed dina éléktrolit sarta dipisahkeun ku lapisan insulating pisan ipis. Kapasitansi superkapasitor saleresna ningkat nalika legana pelat ieu ningkat sareng jarak antara aranjeunna ngirangan. Pikeun nambahan luas permukaan, aranjeunna ayeuna dilapis ku bahan porous sapertos nanotube karbon (saeutik pisan sahingga 10 milyar di antarana pas dina hiji cm pasagi). Pamisah tiasa ngan hiji molekul kandel jeung lapisan graphene.

Pikeun ngartos bédana, langkung saé panginten listrik sapertos cai. Kapasitor saderhana janten sapertos anduk kertas anu tiasa nyerep sajumlah terbatas. Supercapacitor nyaéta bolu dapur dina conto.

5 Batre: Pro sareng Kontra

Batré boga hiji kaunggulan signifikan - kapadetan énergi tinggi, anu ngamungkinkeun aranjeunna pikeun nyimpen jumlah rélatif badag énergi dina waduk leutik.

Nanging, aranjeunna ogé ngagaduhan seueur kalemahan - beurat beurat, umur kawates, ngecas laun sareng pelepasan énergi anu kawilang laun. Salaku tambahan, logam toksik sareng zat bahaya sanésna dianggo pikeun produksina. Batré ukur épisién dina kisaran suhu anu heureut, ku kituna sering kedah tiis atanapi dipanaskeun, ngirangan efisiensi anu luhur.

6 Supercapacitors: Pro sareng Kontra

Superkapasitor langkung hampang tibatan batré, umurna langkung lami, aranjeunna henteu meryogikeun zat anu ngabahayakeun, aranjeunna ngecas sareng ngabebaskeun énergi ampir langsung. Kusabab aranjeunna ampir teu aya résistansi internal, aranjeunna henteu meakeun énergi pikeun fungsina - efisiensina 97-98%. Supercapacitors beroperasi tanpa simpangan signifikan dina sakabéh rentang ti -40 nepi ka +65 darajat Celsius.

Anu ngarugikeunana nyaéta aranjeunna nyimpen énergi anu langkung saé tibatan accu lithium-ion.

7 Eusi anyar

Bahkan supercapacitor modern anu paling canggih henteu tiasa sacara lengkep ngagentos batré dina kendaraan listrik. Tapi seueur ilmuwan sareng perusahaan swasta anu damel pikeun ningkatkeun aranjeunna. Salaku conto, di Inggris, Superdielectrics damel sareng matéri anu asalna dikembangkeun pikeun produksi lénsa kontak.

Skeleton Technologies damel sareng graphene, bentuk alotrop karbon. Hiji lapisan kandel hiji atom 100 kali leuwih kuat batan baja-kakuatan luhur, sarta ngan 1 gram eta bisa nutupan 2000 méter pasagi. Pausahaan dipasang supercapacitors graphene dina vans solar konvensional sarta ngahontal 32% tabungan suluh.

Sanaos kanyataan yén supercapacitors henteu tiasa sacara lengkep ngagentos batréna, ayeuna aya tren positip dina pamekaran téknologi ieu.

Patarosan na waleran:

Kumaha carana sangkan supercapacitor a? Gawéna dina cara nu sarua salaku-kapasitas tinggi kapasitor. Di dinya, listrik akumulasi alatan statik salila polarisasi éléktrolit nu. Sanajan éta alat éléktrokimia, euweuh réaksi kimiawi lumangsung.

Pikeun naon supercapacitor? Supercapacitors dipaké pikeun nyimpen énergi, ngamimitian motor, dina kandaraan hibrid, salaku sumber arus jangka pondok.

Kumaha supercapacitor béda ti tipena béda accu? Batré sanggup ngahasilkeun listrik sorangan ngaliwatan réaksi kimiawi. Supercapacitor ukur ngumpulkeun énergi anu dileupaskeun.

Dimana Supercapacitor dipaké? Kapasitor kapasitas low dipaké dina unit lampu kilat (discharged pinuh) jeung dina sagala sistem anu merlukeun jumlah badag siklus ngurangan / muatan.