Supercapacitors - super lan malah Ultra
Masalah efisiensi baterei, kacepetan, kapasitas lan safety saiki dadi salah sawijining masalah global utama. Ing pangertèn sing underdevelopment ing wilayah iki ngancam kanggo stagnate kabeh kita peradaban technical.
Kita bubar nulis babagan njeblug baterei lithium-ion ing telpon. Kapasitas sing isih ora kepenak lan ngisi daya sing alon mesthi ngganggu Elon Musk utawa penggemar kendaraan listrik liyane luwih saka sepisan. Kita wis krungu babagan macem-macem inovasi ing wilayah iki nganti pirang-pirang taun, nanging isih ora ana terobosan sing bakal menehi sing luwih apik kanggo panggunaan saben dina. Nanging, kanggo sawetara wektu saiki wis akèh Dhiskusi bab kasunyatan sing baterei bisa diganti karo kapasitor cepet-daya, utawa rodo versi "super".
Napa kapasitor biasa ora ngarep-arep terobosan? Jawaban iki prasaja. A kilogram bensin kira-kira 4. kilowatt-jam energi. Baterei ing model Tesla nduweni energi kurang luwih 30 kaping. A kilogram massa kapasitor mung 0,1 kWh. Ora perlu nerangake apa kapasitor biasa ora cocok kanggo peran anyar. Kapasitas baterei lithium-ion modern kudu kaping pirang-pirang atus luwih gedhe.
Supercapacitor utawa ultracapacitor minangka jinis kapasitor elektrolitik sing, dibandhingake karo kapasitor elektrolitik klasik, nduweni kapasitansi listrik sing dhuwur banget (kanthi urutan sawetara ewu farad), kanthi voltase operasi 2-3 V. Kauntungan paling gedhe saka supercapacitors yaiku wektu ngisi daya lan discharging banget cendhak dibandhingake karo piranti panyimpenan energi liyane (contone, baterei). Iki ngidini sampeyan nambah sumber daya kanggo 10 kW saben kilogram bobot kapasitor.
Salah sawijining model ultracapacitors sing kasedhiya ing pasar.
Prestasi ing laboratorium
Sasi anyar wis nggawa akeh informasi babagan prototipe supercapacitor anyar. Ing pungkasan taun 2016, kita sinau, contone, yen klompok ilmuwan saka Universitas Florida Tengah nggawe proses anyar kanggo nggawe supercapacitors, ngirit energi luwih akeh lan tahan luwih saka 30 XNUMX. siklus charge/discharge. Yen kita ngganti baterei karo supercapacitors iki, ora mung kita bakal bisa ngisi smartphone ing sawetara detik, nanging bakal cukup kanggo nggunakake luwih saka seminggu, Nitin Chowdhary, anggota tim riset, marang media. . Ilmuwan Florida nggawe superkapasitor saka jutaan kabel mikro sing dilapisi materi rong dimensi. Untaian kabel kasebut minangka konduktor listrik sing apik banget, ngidini kanggo ngisi daya lan ngeculake kapasitor kanthi cepet, lan materi rong dimensi sing nutupi ngidini kanggo nyimpen energi sing akeh.
Ilmuwan saka Universitas Tehran ing Iran, sing ngasilake struktur tembaga keropos ing larutan amonia minangka bahan elektroda, netepi konsep sing padha. Inggris, banjur, milih kanggo gel kaya sing digunakake ing lensa kontak. Wong liya njupuk polimer menyang bengkel. Riset lan konsep ora ana telas ing saindenging jagad.
Ilmuwan melu ing Proyek ELEKTRO (Grapene-Based Electrodes for Supercapacitor Applications), didanai dening EU, wis nggarap produksi massal bahan elektroda graphene lan aplikasi elektrolit cair ionik sing ramah lingkungan ing suhu kamar. Para ilmuwan nyana graphene bakal ngganti karbon aktif (AC) digunakake ing elektroda superkapasitor.
Para peneliti ngasilake oksida grafit ing kene, dibagi dadi lembaran graphene, lan banjur dilebokake ing lembaran kasebut dadi supercapacitor. Dibandhingake karo elektrods basis AC, elektroda graphene duwe sipat adhesive luwih apik lan kapasitas panyimpenan energi luwih.
Numpak penumpang - trem lagi diisi
Pusat sains melu riset lan prototipe, lan wong Tionghoa wis ngetrapake superkapasitor. Kutha Zhuzhou, Provinsi Hunan, bubar ngluncurake trem buatan China pisanan sing didhukung dening superkapasitor (2), sing tegese ora mbutuhake jalur nduwur sirah. Trem didhukung dening pantograf sing dipasang ing mandeg. Pangisian daya lengkap mbutuhake udakara 30 detik, mula kedadeyan nalika munggah lan mudhun penumpang. Iki ngidini kendaraan kanggo lelungan 3-5 km tanpa daya external, kang cukup kanggo njaluk menyang mandeg sabanjuré. Kajaba iku, iku waras nganti 85% saka energi nalika rem.
Kemungkinan kanggo nggunakake praktis superkapasitor akeh - saka sistem energi, sel bahan bakar, sel solar kanggo kendaraan listrik. Bubar, perhatian para spesialis wis ditarik kanggo nggunakake supercapacitors ing kendaraan listrik hibrida. Sel bahan bakar diafragma polimer ngisi superkapasitor, sing banjur nyimpen energi listrik sing digunakake kanggo nguwasani mesin. Siklus pangisian daya / discharge cepet saka SC bisa digunakake kanggo ngetokake daya puncak sel bahan bakar sing dibutuhake, nyedhiyakake kinerja sing meh seragam.
Katon yen kita wis ana ing ambang revolusi supercapacitor. Pengalaman nuduhake, Nanging, iku worth restraining excesses saka semangat supaya ora bingung lan ora ditinggalake karo baterei lawas kosong ing tangan.
