Superkondentsadoreak - super eta baita ultra
Baterien eraginkortasunaren, abiaduraren, ahalmenaren eta segurtasunaren gaia mundu mailako arazo nagusietako bat bihurtzen ari da. Arlo honetako azpigarapenak gure zibilizazio tekniko osoa gelditzea mehatxatzen duen zentzuan.
Duela gutxi telefonoetan litio-ioizko bateriak eztanda egiteari buruz idatzi dugu. Oraindik asegabeko gaitasunak eta karga motelek Elon Musk edo beste edozein ibilgailu elektriko zaletu dute behin baino gehiagotan gogaitu. Urte asko daramatzagu arlo honetan hainbat berrikuntzaren berri entzuten, baina oraindik ez dago eguneroko erabileran zerbait hobea emango lukeen aurrerapenik. Hala ere, aspaldidanik asko hitz egiten da bateriak karga azkarreko kondentsadoreekin ordezkatu daitezkeela, edo hobeto esanda, haien "super" bertsioaz.
Zergatik ez dute kondentsadore arruntek aurrerapenik espero? Erantzuna erraza da. Kilogramo gasolina 4. kilowatt-orduko energia da gutxi gorabehera. Tesla modeloko bateriak 30 aldiz energia gutxiago du. Kilogramo kondentsadorearen masa 0,1 kWh baino ez da. Ez da azaldu behar kondentsadore arruntak zergatik ez diren egokiak rol berri baterako. Litio-ioizko bateria moderno baten kapazitatea ehunka aldiz handiagoa izan beharko litzateke.
Superkondentsadorea edo ultrakondentsadorea kondentsadore elektrolitiko mota bat da, kondentsadore elektrolitiko klasikoekin alderatuta, oso kapazitate elektriko handia duena (hainbat mila farad-eko ordenakoa), 2-3 V-eko funtzionamendu-tentsioarekin. Superkondentsadoreen abantailarik handiena da karga eta deskarga denbora oso laburrak energia biltegiratzeko beste gailu batzuekin alderatuta (adibidez, bateriak). Horri esker, hornidura handitu dezakezu 10 kW kondentsadorearen pisuaren kilogramo bakoitzeko.
Merkatuan dauden ultrakondentsadoreen ereduetako bat.
Lorpenak laborategietan
Azken hilabeteetan informazio asko ekarri dute superkondentsadoreen prototipo berriei buruz. 2016. urte amaieran jakin genuen, adibidez, Florida Central Unibertsitateko zientzialari talde batek sortu zuela superkondentsadoreak sortzeko prozesu berria, energia gehiago aurreztuz eta 30 XNUMX baino gehiago jasanez. karga/deskarga zikloak. Bateriak superkondentsadore hauekin ordezkatuko bagenitu, telefono adimendun bat segundotan kargatzeko gai izango ginateke ez ezik, hori nahikoa izango litzateke astebete baino gehiago erabiltzeko, Nitin Chowdhary ikerketa-taldeko kideak komunikabideei adierazi dienez. . . Floridako zientzialariek superkondentsadoreak sortzen dituzte bi dimentsioko material batez estalitako milioika mikroharietatik. Kablearen hariak elektrizitate eroale oso onak dira, kondentsadorearen karga eta deskarga azkarrak ahalbidetzen dituzte, eta haiek estaltzen duten bi dimentsioko materialak energia kantitate handiak biltegiratzeko aukera ematen du.
Irango Teherango Unibertsitateko zientzialariek, elektrodo-material gisa amoniako soluzioetan kobrezko egitura porotsuak ekoizten dituztenak, antzeko kontzeptu bati atxikitzen diote. Britainiarrek, berriz, ukipen lenteetan erabiltzen diren bezalako gelen aldeko apustua egiten dute. Beste batek eraman zituen polimeroak tailerrera. Ikerketa eta kontzeptuak amaigabeak dira munduan zehar.
Bertan parte hartzen duten zientzialariek proiektua ELEKTROGRAFIA (Graphene-Based Electrodes for Supercapacitor Applications), EBk finantzatutakoa, grafenozko elektrodoen materialen ekoizpen masiboan eta ingurumena errespetatzen duten elektrolito likido ionikoen aplikazioan lanean aritu da giro-tenperaturan. Zientzialariek hori espero dute grafenoak ikatz aktibatua ordezkatuko du (AC) superkondentsadoreen elektrodoetan erabiltzen da.
Ikertzaileek grafito oxidoak ekoitzi zituzten hemen, grafenozko xaflatan banatu eta, ondoren, xaflak superkondentsadore batean txertatu zituzten. Korronte elektrikoan oinarritutako elektrodoekin alderatuta, grafenozko elektrodoek itsasgarri propietate hobeak dituzte eta energia biltegiratzeko ahalmen handiagoa dute.
Bidaiariak igotzen - tranbia kargatzen ari da
Ikerketa zentroak ikerketan eta prototipatzen aritzen dira, eta txinatarrek superkondentsadoreak praktikan jarri dituzte. Zhuzhou hiriak, Hunan probintziako, duela gutxi aurkeztu zuen Txinan egindako lehen tranbia superkondentsadoreekin (2), eta horrek esan nahi du ez duela aireko linearik behar. Tranbia geralekuetan instalatutako pantografoek elikatzen dute. Karga osoa 30 segundo inguru irauten du, beraz, bidaiarien hegazkineratzeko eta lehorreratzeko garaian gertatzen da. Horri esker, ibilgailuak 3-5 km egin ditzake kanpoko energiarik gabe, eta hori nahikoa da hurrengo geltokira iristeko. Gainera, energiaren %85 arte berreskuratzen du balaztatzean.
Superkondentsadoreen erabilera praktikorako aukerak ugariak dira: energia-sistemetatik, erregai-pilak, eguzki-zelulak eta ibilgailu elektrikoak. Duela gutxi, espezialisten arreta ibilgailu elektriko hibridoetan superkondentsadoreen erabilerari heldu zaio. Diafragma polimerozko erregai-pilak superkondentsadore bat kargatzen du, eta, ondoren, motor bat elikatzeko erabiltzen den energia elektrikoa gordetzen du. SC-ren karga/deskarga azkarreko zikloak erregai-pilaren behar den potentzia leuntzeko erabil daitezke, errendimendu ia uniformea eskainiz.
Badirudi jada superkondentsadoreen iraultzaren atarian gaudela. Esperientziak erakusten du, hala ere, merezi duela ilusio gehiegikeriak murriztea, ez nahasteko eta bateria zahar deskargatuta esku artean ez geratzeko.
