Supercapacitors - super komo ultra
Masalah efisiensi batré, laju, kapasitas sareng kaamanan ayeuna janten salah sahiji masalah global utama. Dina harti yén underdevelopment di wewengkon ieu ngancam ka stagnate sakabéh peradaban teknis urang.
Kami nembe nyerat ngeunaan ngabeledugna batré litium-ion dina telepon. Kapasitas anu masih henteu nyugemakeun sareng ngecas anu laun pasti ngaganggu Elon Musk atanapi peminat kendaraan listrik sanés langkung ti sakali. Kami parantos ngupingkeun ngeunaan rupa-rupa inovasi di daérah ieu mangtaun-taun, tapi tetep teu aya terobosan anu bakal masihan anu langkung saé dina panggunaan sapopoé. Sanajan kitu, pikeun sawatara waktu ayeuna geus loba ngobrol ngeunaan kanyataan yén accu bisa diganti ku kapasitor gancang-ngecas, atawa rada versi "super".
Naha kapasitor biasa henteu ngaharepkeun terobosan? Jawabanana basajan. Hiji kilogram béngsin kira-kira 4. kilowatt-jam énergi. Batré dina modél Tesla gaduh énergi kirang langkung 30 kali. Hiji kilogram massa kapasitor ngan 0,1 kWh. Teu perlu ngajelaskeun naha kapasitor biasa teu cocog pikeun peran anyar. Kapasitas batré litium-ion modéren kedah sababaraha ratus kali langkung ageung.
Supercapacitor atanapi ultracapacitor mangrupikeun jinis kapasitor éléktrolitik anu, dibandingkeun sareng kapasitor éléktrolitik klasik, gaduh kapasitansi listrik anu luhur pisan (dina urutan sababaraha rébu farad), kalayan tegangan operasi 2-3 V. Kauntungannana pangbadagna supercapacitors nyaeta waktos ngecas na discharging pisan pondok dibandingkeun jeung alat panyimpen énergi séjén (misalna batré). Ieu ngidinan Anjeun pikeun ngaronjatkeun catu daya ka 10 kW per kilogram beurat kapasitor.
Salah sahiji model ultracapacitors sadia dina pasaran.
Prestasi di laboratorium
Bulan panganyarna geus dibawa loba informasi ngeunaan prototipe supercapacitor anyar. Dina ahir taun 2016, urang diajar, contona, yén sakelompok élmuwan ti Universitas Florida Tengah nyiptakeun prosés anyar pikeun nyieun supercapacitors, ngahemat langkung énergi sareng tahan langkung ti 30 XNUMX. siklus muatan / ngurangan. Upami urang ngagentos batréna ku superkapasitor ieu, urang sanés ngan ukur tiasa ngecas smartphone dina sababaraha detik, tapi éta cekap pikeun dianggo langkung ti saminggu, Nitin Chowdhary, anggota tim peneliti, nyarios ka média. . . Élmuwan Florida nyiptakeun superkapasitor tina jutaan kawat mikro anu dilapis ku bahan dua diménsi. Untaian kabel mangrupikeun konduktor listrik anu saé pisan, ngamungkinkeun pikeun ngecas gancang sareng ngecas kapasitor, sareng bahan dua diménsi anu nutupan aranjeunna ngamungkinkeun pikeun neundeun énergi anu ageung.
Élmuwan ti Universitas Teheran di Iran, anu ngahasilkeun struktur tambaga porous dina leyuran amonia salaku bahan éléktroda, taat kana konsép rada sarupa. Urang Inggris, kahareupna milih gél sapertos anu dianggo dina lénsa kontak. Batur deui nyandak polimér ka bengkel. Panaliti sareng konsép henteu terbatas di sakumna dunya.
Élmuwan aub dina proyék ELECTROGRAPH (Éléktroda Berbasis Graphene pikeun Aplikasi Supercapacitor), dibiayaan ku EU, parantos damel dina produksi masal bahan éléktroda graphene sareng aplikasi éléktrolit cair ionik anu ramah lingkungan dina suhu kamar. Élmuwan nyangka éta graphene bakal ngaganti karbon diaktipkeun (AC) dipaké dina éléktroda tina supercapacitors.
Para panalungtik ngahasilkeun oksida grafit di dieu, dibeulah jadi lembar graphene, lajeng lembar na dipasang kana supercapacitor a. Dibandingkeun sareng éléktroda basis AC, éléktroda graphene gaduh sipat napel anu langkung saé sareng kapasitas neundeun énergi anu langkung luhur.
Panumpang naék - trem nuju ngecas
Puseur sains kalibet dina panalungtikan sareng prototyping, sareng urang Cina parantos ngalaksanakeun superkapasitor. Kota Zhuzhou, Propinsi Hunan, nembé ngaluncurkeun trem buatan Cina munggaran anu didamel ku superkapasitor (2), anu hartosna éta henteu peryogi jalur overhead. Tram didamel ku pantograf anu dipasang di halteu. Ngeusi batre pinuh butuh kira-kira 30 detik, ku kituna lumangsung nalika naek kapal sareng turun panumpang. Hal ieu ngamungkinkeun wahana pikeun ngarambat 3-5 km tanpa kakuatan éksternal, nu cukup pikeun meunang ka eureun salajengna. Salaku tambahan, éta pulih dugi ka 85% énergi nalika ngerem.
Kamungkinan pikeun pamakéan praktis tina supercapacitors loba - ti sistem énergi, sél suluh, sél surya nepi ka kandaraan listrik. Anyar, perhatian spesialis geus riveted kana pamakéan supercapacitors dina kandaraan listrik hibrid. Sél bahan bakar diafragma polimér ngeusi supercapacitor, anu teras nyimpen énérgi listrik anu dianggo pikeun ngagerakkeun mesin. Siklus ngecas/discharge gancang tina SC bisa dipaké pikeun smoothing kaluar kakuatan puncak diperlukeun sél suluh, nyadiakeun kinerja ampir seragam.
Sigana mah urang geus dina bangbarung revolusi supercapacitor. Pangalaman nunjukkeun, kumaha ogé, yén éta patut nahan kaleuleuwihan sumanget supados henteu bingung sareng henteu tinggaleun batré lami anu discharged dina panangan anjeun.
