Supercapacitors - супер жана ал тургай, ультра
Батареянын эффективдүүлүгү, ылдамдыгы, кубаттуулугу жана коопсуздугу маселеси учурда глобалдык негизги маселелердин бирине айланууда. Бул чөйрөдөгү өнүкпөгөндүк биздин бүткүл техникалык цивилизациянын токтоп калышына коркунуч туудурат деген мааниде.
Биз жакында телефондордогу литий-иондук батарейкалардын жарылуусу жөнүндө жазганбыз. Алардын дагы эле канааттандырарлык эмес кубаттуулугу жана жай кубаттоосу, албетте, Илон Маскты же башка EV энтузиасттарын бир нече жолу кыжырданткан. Биз көп жылдардан бери бул чөйрөдөгү ар кандай инновациялар жөнүндө угуп келебиз, бирок күнүмдүк колдонууда жакшыраак нерсени камсыз кыла турган эч кандай ачылыш жок. Бирок, бир нече убакыттан бери батарейкаларды тез кубаттоочу конденсаторлорго, тагыраак айтканда, алардын "супер" версиясына алмаштырууга боло тургандыгы жөнүндө көп сөз болуп жатат.
Эмне үчүн жөнөкөй конденсаторлор ийгиликке үмүттөнбөйт? Жооп жөнөкөй. Бир килограмм бензин болжол менен 4 киловатт-саат энергияга барабар. Тесла моделиндеги батареянын энергиясы болжол менен 30 эсе аз. Конденсатор массасынын килограммы болгону 0,1 кВт саатты түзөт. Кадимки конденсаторлор бул жаңы ролго эмне үчүн ылайыктуу эмес экенин түшүндүрүүнүн кереги жок. Заманбап литий-иондук аккумулятордун конденсаторунун кубаттуулугу бир нече жүз эсе чоң болушу керек.
Суперконденсатор же ультраконденсатор – электролиттик конденсатордун бир түрү, классикалык электролиттик конденсаторлорго салыштырмалуу өтө жогору электр сыйымдуулугуна (бир нече миң фарадга чейин), иштөө чыңалуусу 2-3 В. Суперконденсаторлордун эң чоң артыкчылыгы абдан кыска кубаттоо жана кубаттоо убакыттары башка энергия сактоочу түзүлүштөр менен салыштырганда (мисалы, батарейкалар). Бул электр менен камсыздоону көбөйтүүгө мүмкүндүк берет Конденсатордун салмагынын килограммына 10 кВт.
рынокто жеткиликтүү ultracapacitor моделдердин бири.
Лабораториялардагы жетишкендиктер
Акыркы айлар жаңы суперконденсаторлордун прототиптери жөнүндө көп маалымат алып келди. 2016-жылдын аягында биз, мисалы, Борбордук Флорида университетинин окумуштууларынын тобу түзүлгөнүн билдик. суперконденсаторлорду түзүү үчүн жаңы процесс, көбүрөөк энергияны үнөмдөө жана 30дан ашык туруштук берүү. заряд/разряд циклдери. Эгерде биз батарейкаларды бул суперконденсаторлор менен алмаштырсак, смартфонду секунданын ичинде гана кубаттап тим болбостон, ал бир жумадан ашык колдонууга жетет, - деди изилдөө тобунун мүчөсү Нитин Чоудхари маалымат каражаттарына. . Флорида окумуштуулары эки өлчөмдүү материал менен капталган миллиондогон микро өткөргүчтөрдөн суперконденсаторлорду жаратууда. Кабелдин өзөктөрү электр тогун абдан жакшы өткөрөт, бул конденсатордун тез зарядкаланышына жана разряддалышына шарт түзөт жана аларды каптаган эки өлчөмдүү материал чоң көлөмдөгү энергияны сактоого мүмкүндүк берет.
Электрод материалы катары аммиак эритмелеринде жездин тешиктүү структураларын чыгарган Ирандын Тегеран университетинин окумуштуулары бир аз окшош концепцияга ээ. Британдыктар өз кезегинде контакт линзаларында колдонулган гелдерге окшош гелдерди тандашат. Полимерлерди цехке башка бирөө алып кеткен. Изилдөөлөр жана түшүнүктөр дүйнө жүзү боюнча чексиз.
Ага катышкан окумуштуулар ELECTROGRAPH долбоору ЕБ тарабынан каржыланган (Суперконденсатордук колдонмолор үчүн графенге негизделген электроддор) графен электрод материалдарын массалык түрдө өндүрүү жана бөлмө температурасында экологиялык таза иондук суюк электролиттерди колдонуу боюнча иштеп жатат. Окумуштуулар ушуну күтүшөт графен активдештирилген көмүрдүн ордуна келет (AC) суперконденсатордук электроддордо колдонулат.
Бул жердеги изилдөөчүлөр графит оксиддерин өндүрүп, аларды графен барактарына бөлүп, андан кийин барактарды суперконденсаторго бириктиришти. AC негизделген электроддор менен салыштырганда, графен электроддор жакшы жабышчаак касиеттери жана жогорку энергия сактоо сыйымдуулугу бар.
Жүргүнчүлөр отуруу – трамвай заряддалууда
Изилдөө борборлору изилдөө жана прототип түзүү менен алектенет, ал эми кытайлар суперконденсаторлорду практикага киргизишти. Жакында Хунань провинциясынын Чжучжоу шаарында суперконденсаторлор (2) менен иштеген Кытайда жасалган биринчи трамвай ачылды, демек ал аба линиясын талап кылбайт. Трамвай энергияны аялдамаларда орнотулган пантографтардан алат. Толук кубаттоо болжол менен 30 секундга созулат, ошондуктан ал жүргүнчүлөр учакка отуруп жана түшүп жатканда пайда болот. Бул унаага тышкы энергиясыз 3-5 км жол жүрүүгө мүмкүндүк берет, бул кийинки аялдамага жетүү үчүн жетиштүү. Мындан тышкары, ал тормоздоо учурунда энергиянын 85% га чейин калыбына келтирет.
Суперконденсаторлордун практикалык колдонулушу көптөгөн энергия системаларынан, күйүүчү май клеткаларынан, күн батареяларынан электрдик унааларга чейин бар. Акыркы убакта адистердин көңүлү гибриддик электр унааларында суперконденсаторлорду колдонууга бурулуп жатат. Полимердик диафрагма күйүүчү клетка суперконденсаторду заряддайт, ал андан кийин кыймылдаткычты иштетүү үчүн колдонулган электр энергиясын сактайт. Fast SC заряддоо/разряддоо циклдери күйүүчү май клеткасынын талап кылынган эң жогорку кубаттуулугун текшилөө үчүн колдонулушу мүмкүн, бул дээрлик бирдей аткарууну камсыз кылат.
Биз суперконденсатор революциясынын босогосунда турабыз. Тажрыйба көрсөтүп турат, бирок, бул чаташтырбоо үчүн жана колуңузда эски батарея менен калып калбоо үчүн ашыкча энтузиазмды ооздуктоо керек.
