Supercapacitors - super a souguer ultra
D'Fro vun der Batterieffizienz, Geschwindegkeet, Kapazitéit a Sécherheet gëtt de Moment ee vun den Haaptglobal Themen. Am Sënn datt Ënnerentwécklung an dësem Beräich d'Stagnatioun vun eiser ganzer technescher Zivilisatioun bedroht.
Mir geschriwwen viru kuerzem iwwer explodéierend Lithium-Ion Batterien an Telefonen. Hir nach ëmmer onzefridden Kapazitéit a lues Laden hu sécherlech den Elon Musk oder all aner EV-Enthusiast op méi wéi eng Geleeënheet irritéiert. Mir héieren zënter ville Joeren iwwer verschidden Innovatiounen an dësem Beräich, awer et gëtt nach keen Duerchbroch, deen am Alldag eppes besseres géif ubidden. Wéi och ëmmer, zënter enger Zäit gëtt et vill iwwer d'Tatsaach geschwat datt d'Batterien duerch Schnellladungskondensatoren ersat kënne ginn, oder éischter hir "super" Versioun.
Firwat hoffen net gewéinlech Kondensatoren op Duerchbroch? D'Äntwert ass einfach. E Kilogramm Benzin entsprécht ongeféier 4 Kilowatt-Stonnen Energie. D'Batterie am Tesla Modell huet ongeféier 30 Mol manner Energie. E Kilogramm Kondensatormass ass nëmmen 0,1 kWh. Et ass net néideg ze erklären firwat konventionell capacitors net gëeegent fir dës nei Roll sinn. D'Kondensatorkapazitéit vun enger moderner Lithium-Ion Batterie misst e puer honnert Mol méi grouss sinn.
En Superkondensator oder Ultrakondensator ass eng Aart vun elektrolytesche Kondensatoren, deen am Verglach zu klassesche elektrolytesche Kondensatoren eng extrem héich elektresch Kapazitéit huet (op der Uerdnung vun e puer dausend Farad), mat enger Betribsspannung vun 2-3 V. De gréisste Virdeel vun supercapacitors ass ganz kuerz Oplued- an Entladungszäiten am Verglach mat aneren Energiespeichergeräter (zB Batterien). Dëst erlaabt Iech d'Energieversuergung bis zu Erhéijung 10 kW pro Kilogramm Kondensatorgewicht.
Ee vun den Ultracapacitor Modeller déi um Maart verfügbar sinn.
Leeschtungen an Laboratoiren
Déi lescht Méint hu vill Informatioun iwwer nei Supercapacitor Prototypen bruecht. Enn 2016 hu mir zum Beispill geléiert, datt e Grupp vu Wëssenschaftler vun der University of Central Florida erstallt huet. neie Prozess fir supercapacitors schafen, méi Energie spueren a méi wéi 30 widderstoen. charge / Offlossquantitéit Zyklen. Wa mir d'Batterien mat dësen Superkondensatoren ersetzen, kënne mir net nëmmen e Smartphone a Sekonnen oplueden, mä et wäert méi wéi eng Woch vum Gebrauch daueren, sot den Nitin Choudhary, Member vun der Fuerschungsteam, de Medien. . Florida Wëssenschaftler kreéieren Superkondensatoren aus Millioune Mikroleiter déi an engem zweedimensionalen Material beschichtet sinn. D'Käre vum Kabel féieren Elektrizitéit ganz gutt, wat de Kondensator erlaabt séier ze laden an ze entlaaschten, an dat zweedimensional Material dat se ofdeckt erlaabt grouss Quantitéiten un Energie ze späicheren.
Wëssenschaftler vun der Universitéit Teheran am Iran, déi poröse Kupferstrukturen an Ammoniakléisungen als Elektrodenmaterial produzéieren, hunn e bëssen ähnlecht Konzept. D'Briten, am Tour, wielen Gele ähnlech wéi déi, déi a Kontaktlënse benotzt ginn. Een aneren huet d'Polymeren an den Atelier geholl. D'Fuerschung an d'Konzepter sinn endlos ronderëm d'Welt.
Wëssenschaftler matmaachen an ELEKTROGRAPH Projet (Graphene-Based Electrodes for Supercapacitor Applications), finanzéiert vun der EU, huet un der Masseproduktioun vu graphene Elektrodenmaterialien an der Uwendung vun ëmweltfrëndlechen ionesche flëssege Elektrolyte bei Raumtemperatur geschafft. Wëssenschaftler erwaarden dat graphene wäert aktiv Kuelestoff ersetzen (AC) gëtt an Supercapacitor Elektroden benotzt.
D'Fuerscher hunn hei Graphitoxide produzéiert, se a Graphenplacke gespléckt, an dann d'Blieder an e Superkondensator integréiert. Am Verglach mat AC-baséiert Elektroden hunn graphene Elektroden besser Klebstoffeigenschaften a méi héich Energiespeicherkapazitéit.
Passagéier u Bord - den Tram gëtt opgelueden
Fuerschungszentren beschäftegt sech mat Fuerschung a Prototyping, an d'Chinesen hunn Supercapacitors an d'Praxis gesat. D'Stad Zhuzhou, Hunan Provënz, huet viru kuerzem den éischte chinesesche produzéierten Tram ugedriwwen mat Supercapacitors (2) enthüllt, dat heescht datt et keng Overheadlinn erfuerdert. Den Tram kritt Energie vu Pantographen, déi op Arrêten installéiert sinn. Voll Opluedstatioun dauert ongeféier 30 Sekonnen, sou datt et geschitt wann d'Passagéier um Bord an ofstinn. Dëst erlaabt dem Gefier 3-5 km ouni extern Kraaft ze reesen, wat genuch ass fir op déi nächst Arrêt ze kommen. Ausserdeem recuperéiert et bis zu 85% vun der Energie beim Bremsen.
Déi praktesch Notzung vun Supercapacitors si vill, vu Kraaftsystemer, Brennstoffzellen, Solarzellen bis elektresch Gefierer. Viru kuerzem ass d'Opmierksamkeet vu Spezialisten op d'Benotzung vu Superkondensatoren an Hybrid elektresch Gefierer konzentréiert. D'Polymer Membran Brennstoffzelle gelueden en Superkondensator, deen dann d'elektresch Energie späichert, déi benotzt gëtt fir de Motor unzedreiwen. Schnell SC Laden / Entladungszyklen kënne benotzt ginn fir déi erfuerderlech Peakkraaft vun der Brennstoffzell ze glatteren, déi bal eenheetlech Leeschtung ubitt.
Et schéngt mir schonn um Rand vun enger supercapacitor Revolutioun sinn. D'Erfahrung weist awer, datt et derwäert ass, iwwerschësseg Begeeschterung ze behalen, fir net duercherneen ze ginn an net mat enger entloosser aler Batterie an den Hänn ze bleiwen.
