Supercapacitors - super u anke ultra
Il-kwistjoni tal-effiċjenza, il-veloċità, il-kapaċità u s-sigurtà tal-batterija issa qed issir waħda mill-problemi globali ewlenin. Fis-sens li s-sottożvilupp f'dan il-qasam jhedded li jistaġna ċ-ċiviltà teknika kollha tagħna.
Dan l-aħħar ktibna dwar l-isplużjoni tal-batteriji tal-jone tal-litju fit-telefowns. Il-kapaċità tagħhom li għadha mhux sodisfaċenti u l-iċċarġjar bil-mod żgur iddejqu lil Elon Musk jew lil xi entużjast ieħor tal-vetturi elettriċi għal aktar minn darba. Ilna nisimgħu dwar diversi innovazzjonijiet f'dan il-qasam għal ħafna snin, iżda għad m'hemm l-ebda avvanz li jagħti xi ħaġa aħjar fl-użu ta 'kuljum. Madankollu, għal xi żmien issa kien hemm ħafna diskors dwar il-fatt li l-batteriji jistgħu jiġu sostitwiti b'capacitors li jiċċarġjaw malajr, jew aħjar il-verżjoni "super" tagħhom.
Għaliex il-capacitors ordinarji ma jittamawx għal avvanz? It-tweġiba hija sempliċi. Kilogramm ta 'gażolina huwa madwar 4. kilowatt-siegħa ta' enerġija. Il-batterija fil-mudell Tesla għandha madwar 30 darba inqas enerġija. Kilogramm ta 'massa tal-kapaċitatur huwa biss 0,1 kWh. M'hemmx għalfejn tispjega għaliex il-capacitors ordinarji mhumiex adattati għal rwol ġdid. Il-kapaċità ta 'batterija tal-jone tal-litju moderna jkollha tkun bosta mijiet ta' darbiet akbar.
Supercapacitor jew ultracapacitor huwa tip ta 'capacitor elettrolitiku li, meta mqabbel ma' capacitors elettrolitiċi klassiċi, għandu kapaċità elettrika estremament għolja (fuq l-ordni ta 'diversi eluf ta' farads), b'vultaġġ operattiv ta '2-3 V. L-akbar vantaġġ tas-supercapacitors huwa ħinijiet qosra ħafna għall-iċċarġjar u l-ħatt meta mqabbla ma’ apparati oħra għall-ħażna tal-enerġija (eż. batteriji). Dan jippermettilek li żżid il-provvista tal-enerġija għal 10 kW għal kull kilogramma ta 'piż tal-kapaċitatur.
Wieħed mill-mudelli ta 'ultracapacitors disponibbli fis-suq.
Kisbiet fil-laboratorji
L-aħħar xhur ġabu ħafna informazzjoni dwar prototipi ġodda ta 'supercapacitor. Fl-aħħar tal-2016, tgħallimna, pereżempju, li grupp ta’ xjenzati mill-Università ta’ Florida Ċentrali ħoloq proċess ġdid għall-ħolqien ta 'supercapacitors, tiffranka aktar enerġija u tiflaħ aktar minn 30 XNUMX. ċikli ta' ċarġ/skariku. Jekk nibdlu l-batteriji b'dawn is-supercapacitors, mhux biss inkunu nistgħu niċċarġjaw smartphone f'sekondi, iżda dan ikun biżżejjed għal aktar minn ġimgħa ta 'użu, Nitin Chowdhary, membru tat-tim ta' riċerka, qal lill-midja. . Ix-xjentisti ta 'Florida joħolqu supercapacitors minn miljuni ta' microwires miksija b'materjal bidimensjonali. Il-fergħat tal-kejbil huma kondutturi tajbin ħafna tal-elettriku, li jippermettu l-iċċarġjar u l-ħatt veloċi tal-kapaċitatur, u l-materjal bidimensjonali li jkoprihom jippermetti l-ħażna ta 'ammonti kbar ta' enerġija.
Ix-xjentisti mill-Università ta 'Tehran fl-Iran, li jipproduċu strutturi porużi tar-ram f'soluzzjonijiet ta' ammonja bħala materjal ta 'elettrodu, jaderixxu ma' kunċett kemmxejn simili. L-Ingliżi, min-naħa tagħhom, jagħżlu ġellijiet bħal dawk użati fil-lentijiet tal-kuntatt. Xi ħadd ieħor ħa l-polimeri fil-workshop. Ir-riċerka u l-kunċetti huma bla tmiem madwar id-dinja.
Ix-xjentisti involuti fi proġett ELETTROGRAFU (Elettrodi Ibbażati fuq Graphene għal Applikazzjonijiet ta 'Supercapacitor), iffinanzjat mill-UE, ilu jaħdem fuq il-produzzjoni tal-massa ta' materjali tal-elettrodi tal-graffen u l-applikazzjoni ta 'elettroliti likwidi joniċi li ma jagħmlux ħsara lill-ambjent f'temperatura tal-kamra. Ix-xjentisti jistennew dan graphene se jissostitwixxi karbonju attivat (AC) huwa użat fl-elettrodi ta 'supercapacitors.
Ir-riċerkaturi pproduċew ossidi tal-grafita hawn, qasmuhom f'folji tal-grafin, u mbagħad inkorporaw il-folji f'supercapacitor. Meta mqabbla ma 'elettrodi bbażati fuq AC, elettrodi graphene għandhom proprjetajiet adeżivi aħjar u kapaċità ogħla ta' ħażna ta 'enerġija.
Imbark tal-passiġġieri - it-tramm qed jiċċarġja
Iċ-ċentri tax-xjenza huma impenjati fir-riċerka u l-prototyping, u ċ-Ċiniżi poġġew supercapacitors fil-prattika. Il-belt ta 'Zhuzhou, Provinċja ta' Hunan, reċentement żvelat l-ewwel tram magħmul fiċ-Ċina li jaħdem b'supercapacitors (2), li jfisser li ma jeħtieġx linja overhead. It-tramm huwa mħaddem minn pantografi installati fil-waqfiet. Ċarġ sħiħ jieħu madwar 30 sekonda, għalhekk iseħħ waqt l-imbark u l-iżbark tal-passiġġieri. Dan jippermetti lill-vettura tivvjaġġa 3-5 km mingħajr enerġija esterna, li hija biżżejjed biex tasal għall-waqfa li jmiss. Barra minn hekk, jirkupra sa 85% tal-enerġija meta ibbrejkja.
Il-possibbiltajiet għall-użu prattiku ta 'supercapacitors huma numerużi - minn sistemi ta' enerġija, ċelloli tal-fjuwil, ċelloli solari għal vetturi elettriċi. Riċentement, l-attenzjoni ta 'speċjalisti ġiet irbattuta għall-użu ta' supercapacitors f'vetturi elettriċi ibridi. Ċellula tal-fjuwil tad-dijaframma tal-polimeru tiċċarġja supercapacitor, li mbagħad taħżen l-enerġija elettrika użata biex tħaddem magna. Iċ-ċikli veloċi ta 'ċarġ/ħatt ta' l-SC jistgħu jintużaw biex itaffu l-ogħla qawwa meħtieġa taċ-ċellula tal-fjuwil, u jipprovdu prestazzjoni kważi uniformi.
Jidher li aħna diġà qegħdin fuq l-għatba tar-rivoluzzjoni tas-supercapacitor. L-esperjenza turi, madankollu, li ta' min trażżan l-eċċessi ta' entużjażmu biex ma titħawwadx u ma titħalliex b'batterija qadima skarikata f'idejk.
