Supercapacitors - super e menm ultra
Pwoblèm nan efikasite batri, vitès, kapasite ak sekirite se kounye a vin youn nan prensipal pwoblèm mondyal yo. Nan sans ke soudevlopman nan zòn sa a menase stagnation tout sivilizasyon teknik nou an.
Nou fèk ekri sou eksplozyon pil ityòm-ion nan telefòn yo. Kapasite yo toujou satisfezan ak chaje dousman te sètènman anbete Elon Musk oswa nenpòt lòt amater machin elektrik plis pase yon fwa. Nou te tande sou divès inovasyon nan zòn sa a pou anpil ane, men pa gen okenn zouti ki ta bay yon bagay pi bon nan itilizasyon chak jou. Sepandan, depi kèk tan kounye a te gen anpil pale sou lefèt ke pil yo ka ranplase ak kondansateur vit-chaje, oswa pito vèsyon "super" yo.
Poukisa kondansateur òdinè pa espere pou yon zouti? Repons lan se senp. Yon kilogram gazolin se apeprè 4. kilowat-èdtan enèji. Batri a nan modèl Tesla a gen apeprè 30 fwa mwens enèji. Yon kilogram mas kondansateur se sèlman 0,1 kWh. Pa bezwen eksplike poukisa kondansateur òdinè yo pa apwopriye pou yon nouvo wòl. Kapasite yon batri modèn ityòm-ion ta dwe plizyè santèn fwa pi gwo.
Yon supercapacitor oswa ultracapacitor se yon kalite kondansateur elektwolitik ki, konpare ak kondansateur elektwolitik klasik, gen yon kapasite elektrik trè wo (sou lòd plizyè mil farad), ak yon vòltaj opere nan 2-3 V. Pi gwo avantaj supercapacitors se trè kout chaje ak egzeyat fwa konpare ak lòt aparèy depo enèji (tankou pil). Sa a pèmèt ou ogmante ekipman pou pouvwa a 10 kW pou chak kilogram pwa kondansateur.
Youn nan modèl ultracapacitors ki disponib sou mache a.
Reyalizasyon nan laboratwa
Dènye mwa yo te pote anpil enfòmasyon sou nouvo pwototip supercapacitor. Nan fen ane 2016, nou te aprann, pa egzanp, ke yon gwoup syantifik nan University of Central Florida te kreye nouvo pwosesis pou kreye supercapacitors, ekonomize plis enèji ak kenbe tèt ak plis pase 30 XNUMX. sik chaj/egzeyat. Si nou ranplase pil yo ak supercapacitors sa yo, pa sèlman nou ta kapab chaje yon smartphone an segonn, men sa ta ase pou plis pase yon semèn nan itilize, Nitin Chowdhary, yon manm nan ekip rechèch la, te di medya yo. . Syantis Florid yo kreye superkondansateur apati plizyè milyon mikwofil ki kouvri ak yon materyèl ki genyen de dimansyon. Seksyon kab yo trè bon kondiktè nan elektrisite, sa ki pèmèt pou chaje rapid ak dechaje nan kondansateur a, ak materyèl la ki genyen de dimansyon ki kouvri yo pèmèt pou depo a nan gwo kantite enèji.
Syantis ki soti nan University of Tehran nan Iran, ki pwodui estrikti kòb kwiv mete pore nan solisyon amonyak kòm yon materyèl elektwòd, konfòme yo ak yon konsèp yon ti jan menm jan an. Britanik yo, nan vire, patisipe pou jèl tankou sa yo itilize nan lantiy kontak. Yon lòt moun te pran polymères yo nan atelye a. Rechèch ak konsèp yo kontinuèl atravè mond lan.
Syantis ki enplike nan pwojè ELEKTROGRAF (Graphene-Based Electrodes for Supercapacitor Applications), ki finanse pa Inyon Ewopeyen an, ap travay sou pwodiksyon an mas nan materyèl elektwòd grafèn ak aplikasyon an nan zanmitay anviwònman an iyonik elektwolit likid nan tanperati chanm. Syantis yo espere sa grafèn pral ranplase kabòn aktive (AC) yo itilize nan elektwòd yo nan supercapacitors.
Chèchè yo te pwodwi oksid grafit isit la, divize yo an fèy grafèn, ak Lè sa a, entegre fèy yo nan yon supercapacitor. Konpare ak elektwòd AC ki baze sou, elektwòd grafèn gen pi bon pwopriyete adezif ak pi wo kapasite depo enèji.
Monte pasaje yo - bèn an ap chaje
Sant syans yo angaje nan rechèch ak pwototip, ak Chinwa yo te mete supercapacitors an pratik. Vil Zhuzhou, pwovens Hunan, dènyèman te revele premye bèn Chinwa ki te mache ak sipèkondansateur (2), ki vle di li pa bezwen yon liy anlè. Se bèn ki mache ak pantograf ki enstale nan arè. Yon chaj konplè pran apeprè 30 segonn, kidonk li pran plas pandan monte ak debake pasaje yo. Sa a pèmèt machin nan vwayaje 3-5 km san pouvwa ekstèn, ki se ase pou li ale nan pwochen arè a. Anplis de sa, li refè jiska 85% nan enèji lè frenaj.
Posiblite pou itilizasyon pratik superkondansateur yo anpil - soti nan sistèm enèji, selil gaz, selil solè ak machin elektrik. Dènyèman, atansyon espesyalis yo te rivete sou itilizasyon supercapacitors nan machin elektrik ibrid. Yon selil gaz dyafram polymère chaje yon superkondansateur, ki answit estoke enèji elektrik ki itilize pou pouvwa yon motè. Sik chaj / egzeyat rapid nan SC la ka itilize pou lise pouvwa pik ki nesesè nan selil gaz la, bay pèfòmans prèske inifòm.
Li sanble ke nou deja sou papòt la nan revolisyon an supercapacitor. Eksperyans montre, sepandan, ke li vo kenbe eksè nan antouzyasm pou yo pa jwenn konfonn epi yo pa rete ak yon batri egzeyate fin vye granmoun nan men ou.
