ຜູ້ຄວບຄຸມ Supercapacitors ສາມາດທົດແທນ ໝໍ້ ໄຟໃນພາຫະນະໄຟຟ້າໄດ້ບໍ?

ລົດໄຟຟ້າແລະລົດປະສົມແມ່ນຮາກຖານຢູ່ໃນຈິດໃຈຂອງຜູ້ຂັບຂີ່ລົດຈັກທີ່ທັນສະ ໄໝ ເປັນຮອບ ໃໝ່ ໃນວິວັດທະນາການຂອງພາຫະນະ. ເມື່ອປຽບທຽບກັບບັນດາຕົວແບບທີ່ມີເຄື່ອງຈັກ ICE, ພາຫະນະເຫຼົ່ານີ້ມີຂໍ້ດີແລະຂໍ້ເສຍຂອງຕົນເອງ.

ຂໍ້ໄດ້ປຽບສະເຫມີໄປປະກອບມີການປະຕິບັດງານທີ່ງຽບສະຫງົບ, ພ້ອມທັງການບໍ່ມີມົນລະພິດໃນເວລາຂັບຂີ່ (ເຖິງແມ່ນວ່າມື້ນີ້ການຜະລິດ ໝໍ້ ໄຟ ໜຶ່ງ ໜ່ວຍ ສຳ ລັບລົດໄຟຟ້າກໍ່ສ້າງມົນລະພິດຕໍ່ສະພາບແວດລ້ອມຫຼາຍກວ່າ 30 ປີຂອງການປະຕິບັດງານຂອງເຄື່ອງຈັກກາຊວນດຽວ).

ຂໍ້ເສຍປຽບຕົ້ນຕໍຂອງພາຫະນະໄຟຟ້າແມ່ນຄວາມຕ້ອງການໃນການສາກແບັດເຕີຣີ. ໃນການພົວພັນກັບສິ່ງດັ່ງກ່າວ, ຜູ້ຜະລິດລົດ ນຳ ພາ ກຳ ລັງພັດທະນາຫລາຍທາງເລືອກ ສຳ ລັບວິທີທີ່ຈະເຮັດໃຫ້ແບັດເຕີຣີສູງຂື້ນແລະເພີ່ມໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງຄ່າບໍລິການ. ໜຶ່ງ ໃນຕົວເລືອກເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນການໃຊ້ supercapacitors.

ພິຈາລະນາເທັກໂນໂລຍີນີ້ໂດຍໃຊ້ຕົວຢ່າງຂອງອຸດສາຫະ ກຳ ລົດຍົນໃ--່ - Lamborghini Sian. ຂໍ້ດີແລະຂໍ້ເສຍຂອງການພັດທະນາອັນນີ້ແມ່ນຫຍັງ?

ໃໝ່ ໃນຕະຫຼາດພາຫະນະໄຟຟ້າ

ເມື່ອ Lamborghini ເລີ່ມຜະລິດລູກປະສົມ, ເຈົ້າສາມາດrestັ້ນໃຈໄດ້ວ່າມັນຈະບໍ່ພຽງແຕ່ເປັນ Toyota Prius ລຸ້ນທີ່ມີພະລັງກວ່າ.

ບໍລິສັດ Sian, ເຊິ່ງເປັນການເປີດຕົວຄັ້ງ ທຳ ອິດຂອງບໍລິສັດຜະລິດໄຟຟ້າອີຕາລີ, ແມ່ນລົດປະສົມລຸ້ນ ທຳ ອິດທີ່ຜະລິດ (ມີຂະ ໜາດ ໃຫຍ່ເຖິງ 63 ຄັນ) ທີ່ຈະໃຊ້ລົດ supercapacitors ແທນແບດເຕີຣີ lithium-ion.

ນັກຟິຊິກສາດແລະນັກວິສະວະ ກຳ ສາດຫຼາຍຄົນເຊື່ອວ່າພວກເຂົາຖືກຸນແຈ ສຳ ຄັນຕໍ່ການເຄື່ອນທີ່ຂອງກະແສໄຟຟ້າມະຫາຊົນ, ແທນທີ່ຈະເປັນແບັດເຕີຣີ lithium-ion. Sian ໃຊ້ສິ່ງເຫລົ່ານີ້ເພື່ອເກັບຮັກສາກະແສໄຟຟ້າແລະຖ້າ ຈຳ ເປັນກໍ່ຄວນເອົາມັນໄປທີ່ມໍເຕີໄຟຟ້າຂະ ໜາດ ນ້ອຍຂອງລາວ.

ຂໍ້ດີຂອງ supercapacitors

Supercapacitors ຄິດໄລ່ແລະປ່ອຍພະລັງງານໄດ້ໄວກ່ວາແບດເຕີຣີທີ່ທັນສະ ໄໝ ທີ່ສຸດ. ນອກຈາກນັ້ນ, ພວກເຂົາສາມາດຕ້ານທານກັບການຄິດຄ່າບໍລິການແລະວົງຈອນໄຫຼໄດ້ຢ່າງຫຼວງຫຼາຍໂດຍບໍ່ສູນເສຍຄວາມສາມາດ.

ໃນກໍລະນີຂອງ Sian, supercapacitor ຂັບລົດຈັກໄຟຟ້າ 25 ກິໂລວັດທີ່ຖືກສ້າງຂຶ້ນໃນກ່ອງເກຍ. ມັນທັງສາມາດສະ ໜັບ ສະ ໜູນ ເພີ່ມເຕີມໃຫ້ກັບເຄື່ອງຈັກຜະສົມຜະລິດພາຍໃນ V6,5 ຂະ ໜາດ 12 ລິດຂະ ໜາດ 785 ລິດ, ຫຼືຂັບລົດກິລາດ້ວຍຕົນເອງໃນລະຫວ່າງການແລ່ນດ້ວຍຄວາມໄວຕ່ ຳ ເຊັ່ນ: ບ່ອນຈອດລົດ.

ເນື່ອງຈາກການສາກໄຟແມ່ນໄວຫຼາຍ, ລູກປະສົມນີ້ບໍ່ ຈຳ ເປັນຕ້ອງສຽບໃສ່ສົ້ນອອກຂອງ ກຳ ແພງຫລືສະຖານີສາກໄຟ. Supercapacitors ແມ່ນຄິດຄ່າໃຊ້ຈ່າຍເຕັມທຸກຄັ້ງທີ່ລົດຕິດ. ການປະສົມຂອງ ໝໍ້ ໄຟຍັງມີການຟື້ນຟູພະລັງງານ, ແຕ່ວ່າມັນຊ້າແລະມີບາງສ່ວນຊ່ວຍໃນການຂະຫຍາຍລະດັບໄຟຟ້າ.

supercapacitor ມີບັດ trump ໃຫຍ່ຫຼາຍ: ນ້ໍາຫນັກ. ໃນ Lamborghini Sian, ລະບົບທັງຫມົດ - ມໍເຕີໄຟຟ້າບວກກັບ capacitor - ເພີ່ມນ້ໍາຫນັກພຽງແຕ່ 34 ກິໂລກຣາມ. ໃນກໍລະນີນີ້, ພະລັງງານເພີ່ມຂຶ້ນແມ່ນ 33,5 ມ້າ. ສໍາລັບການປຽບທຽບ, ຫມໍ້ໄຟ Renault Zoe ດຽວ (ມີ 136 horsepower) ນ້ໍາຫນັກປະມານ 400kg.

ຂໍ້ເສຍປຽບຂອງ supercapacitors

ແນ່ນອນ, supercapacitors ຍັງມີຂໍ້ເສຍປຽບທຽບກັບຫມໍ້ໄຟ. ເມື່ອເວລາຜ່ານໄປ, ພວກມັນສະສົມພະລັງງານທີ່ຮ້າຍແຮງກວ່າເກົ່າ - ຖ້າ Sian ບໍ່ໄດ້ຂີ່ຈັກຫນຶ່ງອາທິດ, ບໍ່ມີພະລັງງານທີ່ເຫລືອຢູ່ໃນຕົວເກັບປະຈຸ. ແຕ່ຍັງມີວິທີແກ້ໄຂທີ່ເປັນໄປໄດ້ສໍາລັບບັນຫານີ້. Lamborghini ກໍາລັງເຮັດວຽກຮ່ວມກັບສະຖາບັນເຕັກໂນໂລຢີ Massachusetts (MIT) ເພື່ອສ້າງແບບຈໍາລອງໄຟຟ້າທີ່ບໍລິສຸດໂດຍອີງໃສ່ supercapacitors, ແນວຄວາມຄິດ Terzo Millenio (ສາມສະຫັດສະຫວັດທີສາມ).

bst

ໂດຍວິທີທາງການ, Lamborghini, ເຊິ່ງຢູ່ພາຍໃຕ້ການອຸປະຖໍາຂອງກຸ່ມ Volkswagen, ບໍ່ແມ່ນບໍລິສັດດຽວທີ່ທົດລອງໃນຂົງເຂດນີ້. ຮຸ່ນລູກປະສົມ Peugeot ໄດ້ໃຊ້ supercapacitors ເປັນເວລາຫລາຍປີ, ຄືກັບຕົວແບບຫ້ອງນໍ້າມັນເຊື້ອໄຟໄຮໂດເຈນຂອງ Toyota ແລະ Honda. ຜູ້ຜະລິດຈີນແລະເກົາຫຼີກໍາລັງຕິດຕັ້ງພວກມັນຢູ່ໃນລົດເມໄຟຟ້າແລະລົດບັນທຸກ. ແລະໃນປີກາຍນີ້, Tesla ໄດ້ຊື້ Maxwell Electronics, ຫນຶ່ງໃນຜູ້ຜະລິດ supercapacitor ທີ່ໃຫຍ່ທີ່ສຸດຂອງໂລກ, ເປັນສັນຍານທີ່ແນ່ນອນວ່າຢ່າງຫນ້ອຍ Elon Musk ເຊື່ອໃນອະນາຄົດຂອງເຕັກໂນໂລຢີ.

7 ຂໍ້ເທັດຈິງທີ່ ສຳ ຄັນ ສຳ ລັບຄວາມເຂົ້າໃຈກ່ຽວກັບ supercapacitors

1 ແບັດເຕີຣີເຮັດວຽກແນວໃດ

ເທັກໂນໂລຍີແບັດເຕີຣີແມ່ນຫນຶ່ງໃນສິ່ງທີ່ພວກເຮົາໄດ້ປະຕິບັດມາດົນນານໂດຍບໍ່ໄດ້ຄິດກ່ຽວກັບວິທີເຮັດວຽກ. ຄົນສ່ວນໃຫຍ່ຈິນຕະນາການວ່າໃນເວລາສາກໄຟ, ພວກເຮົາພຽງແຕ່ "ຖອກ" ໄຟຟ້າເຂົ້າໄປໃນຫມໍ້ໄຟ, ຄືກັບນ້ໍາໃສ່ແກ້ວ.

ແຕ່ແບດເຕີຣີບໍ່ໄດ້ເກັບຮັກສາໄຟຟ້າໂດຍກົງ, ແຕ່ພຽງແຕ່ຜະລິດມັນເມື່ອຕ້ອງການໂດຍການປະຕິກິລິຍາເຄມີລະຫວ່າງສອງ electrodes ແລະນ້ໍາ (ທົ່ວໄປທີ່ສຸດ) ແຍກພວກມັນ, ເອີ້ນວ່າ electrolyte. ໃນຕິກິຣິຍານີ້, ສານເຄມີທີ່ຢູ່ໃນມັນໄດ້ຖືກປ່ຽນເປັນຄົນອື່ນ. ໃນລະຫວ່າງຂະບວນການນີ້, ໄຟຟ້າແມ່ນຜະລິດ. ເມື່ອພວກມັນຖືກແປງຢ່າງສົມບູນ, ປະຕິກິລິຍາຢຸດ - ແບດເຕີລີ່ຖືກປ່ອຍອອກ.

ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ດ້ວຍແບດເຕີຣີທີ່ສາມາດສາກໄຟໄດ້, ປະຕິກິລິຍາຍັງສາມາດເກີດຂື້ນໃນທິດທາງກົງກັນຂ້າມ - ເມື່ອທ່ານສາກໄຟ, ພະລັງງານເລີ່ມຕົ້ນຂະບວນການປີ້ນກັບກັນ, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ສານເຄມີເດີມຄືນໃຫມ່. ນີ້ອາດຈະຖືກຊ້ໍາອີກຫຼາຍຮ້ອຍຫຼືຫຼາຍພັນຄັ້ງ, ແຕ່ແນ່ນອນວ່າມີການສູນເສຍ. ເມື່ອເວລາຜ່ານໄປ, ທາດກາຝາກຈະສ້າງຂຶ້ນໃນ electrodes, ດັ່ງນັ້ນຊີວິດຫມໍ້ໄຟແມ່ນຈໍາກັດ (ໂດຍປົກກະຕິ 3000 ຫາ 5000 ຮອບ).

2 ວິທີການເຮັດວຽກຂອງຕົວເກັບປະຈຸ

ບໍ່ມີປະຕິກິລິຍາເຄມີເກີດຂື້ນໃນເຄື່ອງປັ່ນປ່ວນ. ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນທາງບວກແລະລົບແມ່ນຜະລິດໂດຍໄຟຟ້າສະຖິດ. ພາຍໃນຕົວເກັບໄຟຟ້າແມ່ນແຜ່ນໂລຫະປະຕິບັດສອງແຜ່ນທີ່ແຍກອອກໂດຍວັດສະດຸສນວນທີ່ເອີ້ນວ່າເຄື່ອງປ້ອງກັນໄຟຟ້າ.

ການສາກໄຟແມ່ນຄ້າຍຄືກັນກັບການຖູບານເຂົ້າໃນເສື້ອກັນ ໜາວ ເພື່ອໃຫ້ມັນຕິດກັບໄຟຟ້າສະຖິດ. ຄ່າບໍລິການໃນທາງບວກແລະລົບສະສົມຢູ່ໃນແຜ່ນ, ແລະຕົວແຍກລະຫວ່າງພວກມັນ, ເຊິ່ງປ້ອງກັນບໍ່ໃຫ້ພວກເຂົາເຂົ້າມາພົວພັນ, ຕົວຈິງແລ້ວແມ່ນວິທີການເກັບຮັກສາພະລັງງານ. ຕົວເກັບປະຈຸສາມາດສາກໄຟແລະສາກໄຟໄດ້ເຖິງແມ່ນລ້ານເທື່ອໂດຍບໍ່ມີການສູນເສຍຄວາມອາດສາມາດ.

3 ສິ່ງທີ່ມີ supercapacitors

capacitors ທໍາມະດາມີຂະຫນາດນ້ອຍເກີນໄປທີ່ຈະເກັບຮັກສາພະລັງງານ - ປົກກະຕິແລ້ວການວັດແທກໃນ microfarads (ລ້ານ farads). ນີ້ແມ່ນເຫດຜົນທີ່ວ່າ supercapacitor ຖືກປະດິດໃນຊຸມປີ 1950. ໃນຕົວແປອຸດສາຫະກໍາທີ່ໃຫຍ່ທີ່ສຸດຂອງພວກເຂົາ, ຜະລິດໂດຍບໍລິສັດເຊັ່ນ Maxwell Technologies, ຄວາມອາດສາມາດໄປຮອດຫຼາຍພັນຄົນ, ນັ້ນແມ່ນ 10-20% ຂອງຄວາມອາດສາມາດຂອງຫມໍ້ໄຟ lithium-ion.

4 ວິທີການເຮັດວຽກແບບຊ່າງເປີ້ນພູ

ບໍ່ເຫມືອນກັບຕົວເກັບປະຈຸທໍາມະດາ, ບໍ່ມີ dielectric. ແທນທີ່ຈະ, ແຜ່ນສອງແຜ່ນຖືກແຊ່ໃນ electrolyte ແລະແຍກອອກໂດຍຊັ້ນ insulating ບາງໆ. capacitance ຂອງ supercapacitor ຕົວຈິງແລ້ວເພີ່ມຂຶ້ນຍ້ອນວ່າພື້ນທີ່ຂອງແຜ່ນເຫຼົ່ານີ້ເພີ່ມຂຶ້ນແລະໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງພວກມັນຫຼຸດລົງ. ເພື່ອເພີ່ມພື້ນທີ່ຫນ້າດິນ, ປະຈຸບັນພວກມັນຖືກເຄືອບດ້ວຍວັດສະດຸທີ່ມີຮູຂຸມຂົນເຊັ່ນທໍ່ nanotubes ກາກບອນ (ຂະຫນາດນ້ອຍດັ່ງນັ້ນ 10 ຕື້ຂອງພວກເຂົາເຫມາະໃນຫນຶ່ງຕາແມັດ). ຕົວແຍກສາມາດມີຄວາມຫນາພຽງແຕ່ຫນຶ່ງໂມເລກຸນທີ່ມີຊັ້ນຂອງ graphene.

ເພື່ອເຂົ້າໃຈຄວາມແຕກຕ່າງ, ມັນດີທີ່ສຸດທີ່ຈະຄິດວ່າໄຟຟ້າເປັນນ້ ຳ. ຕົວເກັບປະຈຸທີ່ງ່າຍດາຍຈະຄືກັບຜ້າເຊັດໂຕທີ່ສາມາດດູດຊືມ ຈຳ ນວນ ຈຳ ກັດ. ຕົວຢ່າງ supercapacitor ແມ່ນ sponge ເຮືອນຄົວໃນຕົວຢ່າງ.

5 ແບັດເຕີຣີ: Pros ແລະ Cons

ແບດເຕີລີ່ມີປະໂຫຍດທີ່ສໍາຄັນຫນຶ່ງ - ຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງພະລັງງານສູງ, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ພວກເຂົາສາມາດເກັບຮັກສາພະລັງງານຂະຫນາດໃຫຍ່ຂ້ອນຂ້າງຢູ່ໃນອ່າງເກັບນ້ໍາຂະຫນາດນ້ອຍ.

ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ພວກເຂົາຍັງມີຂໍ້ເສຍຫຼາຍຢ່າງ - ນ້ໍາຫນັກຫນັກ, ຊີວິດຈໍາກັດ, ການສາກໄຟຊ້າແລະການປ່ອຍພະລັງງານຂ້ອນຂ້າງຊ້າ. ນອກຈາກນັ້ນ, ໂລຫະທີ່ເປັນພິດແລະສານອັນຕະລາຍອື່ນໆແມ່ນໃຊ້ສໍາລັບການຜະລິດຂອງມັນ. ແບດເຕີລີ່ມີປະສິດທິພາບພຽງແຕ່ໃນຂອບເຂດອຸນຫະພູມແຄບ, ດັ່ງນັ້ນພວກມັນມັກຈະຕ້ອງໄດ້ຮັບການເຢັນຫຼືຄວາມຮ້ອນ, ຫຼຸດຜ່ອນປະສິດທິພາບສູງ.

6 Supercapacitors: Pros ແລະ Cons

Supercapacitors ມີສີມ້ານກວ່າແບດເຕີຣີຫຼາຍ, ຊີວິດຂອງພວກມັນຍາວກວ່າ, ບໍ່ຕ້ອງການສານອັນຕະລາຍ, ພວກມັນໄລ່ແລະປ່ອຍພະລັງງານເກືອບທັນທີ. ເນື່ອງຈາກພວກເຂົາເກືອບບໍ່ມີການຕໍ່ຕ້ານພາຍໃນ, ພວກເຂົາບໍ່ໄດ້ບໍລິໂພກພະລັງງານເພື່ອເຮັດວຽກ - ປະສິດທິພາບຂອງພວກເຂົາແມ່ນ 97-98%. Supercapacitors ດໍາເນີນການໂດຍບໍ່ມີການ deviations ທີ່ສໍາຄັນໃນຂອບເຂດທັງຫມົດຈາກ -40 ກັບ +65 ອົງສາເຊນຊຽດ.

ຂໍ້ເສຍປຽບແມ່ນວ່າພວກເຂົາເກັບຮັກສາພະລັງງານ ໜ້ອຍ ກ່ວາແບດເຕີຣີທີ່ມີລິດ lithium-ion.

7 ເນື້ອຫາ ໃໝ່

ແມ້ກະທັ້ງ supercapacitors ທີ່ທັນສະ ໄໝ ທີ່ສຸດທີ່ສຸດກໍ່ບໍ່ສາມາດທົດແທນ ໝໍ້ ໄຟໃນພາຫະນະໄຟຟ້າໄດ້. ແຕ່ນັກວິທະຍາສາດແລະບໍລິສັດເອກະຊົນຫຼາຍຄົນ ກຳ ລັງເຮັດວຽກເພື່ອປັບປຸງມັນ. ຍົກຕົວຢ່າງ, ໃນອັງກິດ, Superdielectrics ກຳ ລັງເຮັດວຽກກັບວັດສະດຸທີ່ຖືກພັດທະນາໄວ້ໃນເບື້ອງຕົ້ນ ສຳ ລັບການຜະລິດເລນຕິດຕໍ່.

Skeleton Technologies ກໍາລັງເຮັດວຽກກັບ graphene, ຮູບແບບ allotropic ຂອງກາກບອນ. ຊັ້ນໜຶ່ງອະຕອມອັນໜຶ່ງມີຄວາມໜາ 100 ເທົ່າກວ່າເຫຼັກກ້າທີ່ມີຄວາມເຂັ້ມແຂງສູງ, ແລະພຽງແຕ່ 1 ກຣາມຂອງມັນສາມາດກວມເອົາ 2000 ຕາແມັດ. ບໍລິສັດໄດ້ຕິດຕັ້ງ graphene supercapacitors ໃນລົດຕູ້ກາຊວນແບບທໍາມະດາແລະບັນລຸການປະຫຍັດນໍ້າມັນ 32%.

ເຖິງວ່າຈະມີຄວາມຈິງທີ່ວ່າ supercapacitors ບໍ່ສາມາດທົດແທນແບດເຕີລີ່ໄດ້ຢ່າງສົມບູນ, ມື້ນີ້ມີແນວໂນ້ມໃນການພັດທະນາເຕັກໂນໂລຢີນີ້.

ຄຳ ຖາມແລະ ຄຳ ຕອບ:

supercapacitor ເຮັດວຽກແນວໃດ? ມັນເຮັດວຽກໃນລັກສະນະດຽວກັນກັບ capacitor ທີ່ມີຄວາມຈຸສູງ. ໃນມັນ, ໄຟຟ້າແມ່ນສະສົມເນື່ອງຈາກ static ໃນລະຫວ່າງການ polarization ຂອງ electrolyte ໄດ້. ເຖິງແມ່ນວ່າມັນເປັນອຸປະກອນໄຟຟ້າ, ບໍ່ມີປະຕິກິລິຍາເຄມີເກີດຂຶ້ນ.

supercapacitor ແມ່ນຫຍັງ? Supercapacitors ຖືກນໍາໃຊ້ສໍາລັບການເກັບຮັກສາພະລັງງານ, ມໍເຕີເລີ່ມຕົ້ນ, ໃນຍານພາຫະນະປະສົມ, ເປັນແຫຼ່ງຂອງກະແສໄລຍະສັ້ນ.

supercapacitor ແຕກຕ່າງຈາກແບດເຕີຣີ້ປະເພດຕ່າງໆແນວໃດ? ແບດເຕີຣີສາມາດຜະລິດໄຟຟ້າດ້ວຍຕົວມັນເອງໂດຍຜ່ານປະຕິກິລິຍາທາງເຄມີ. supercapacitor ພຽງແຕ່ສະສົມພະລັງງານທີ່ປ່ອຍອອກມາ.

Supercapacitor ໃຊ້ຢູ່ໃສ? capacitors ຄວາມອາດສາມາດຕ່ໍາໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ໃນຫນ່ວຍງານ flash (ອອກຢ່າງເຕັມສ່ວນ) ແລະໃນລະບົບໃດຫນຶ່ງທີ່ຕ້ອງການຈໍານວນຂະຫນາດໃຫຍ່ຂອງວົງຈອນການໄຫຼ / ການສາກໄຟ.