Supercapacitors - super ແລະແມ້ກະທັ້ງ ultra
ບັນຫາປະສິດທິພາບຫມໍ້ໄຟ, ຄວາມໄວ, ຄວາມອາດສາມາດແລະຄວາມປອດໄພໃນປັດຈຸບັນໄດ້ກາຍເປັນຫນຶ່ງໃນບັນຫາຕົ້ນຕໍໃນທົ່ວໂລກ. ໃນຄວາມຮູ້ສຶກວ່າການພັດທະນາ underdevelopment ໃນຂົງເຂດນີ້ໄພຂົ່ມຂູ່ທີ່ຈະ stagnate ພົນລະເຮືອນດ້ານວິຊາການທັງຫມົດຂອງພວກເຮົາ.
ພວກເຮົາບໍ່ດົນມານີ້ໄດ້ຂຽນກ່ຽວກັບການລະເບີດຂອງຫມໍ້ໄຟ lithium-ion ໃນໂທລະສັບ. ຄວາມອາດສາມາດຂອງພວກມັນຍັງບໍ່ເປັນທີ່ພໍໃຈ ແລະການສາກໄຟຊ້າໄດ້ລົບກວນ Elon Musk ຫຼືຜູ້ທີ່ມັກລົດໄຟຟ້າອື່ນໆຫຼາຍກວ່າໜຶ່ງຄັ້ງ. ພວກເຮົາໄດ້ຍິນກ່ຽວກັບນະວັດຕະກໍາຕ່າງໆໃນຂົງເຂດນີ້ມາເປັນເວລາຫຼາຍປີແລ້ວ, ແຕ່ຍັງບໍ່ທັນມີບາດກ້າວບຸກທະລຸທີ່ຈະໃຫ້ສິ່ງທີ່ດີກວ່າໃນການນໍາໃຊ້ປະຈໍາວັນ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ສໍາລັບບາງເວລາໃນປັດຈຸບັນໄດ້ມີການສົນທະນາຫຼາຍກ່ຽວກັບຄວາມຈິງທີ່ວ່າຫມໍ້ໄຟສາມາດຖືກທົດແທນດ້ວຍ capacitors ສາກໄວ, ຫຼືແທນທີ່ຈະເປັນ "super" ຂອງເຂົາເຈົ້າ.
ເປັນຫຍັງເຄື່ອງເກັບປະຈຸປະກະຕິບໍ່ຫວັງຜົນດີ? ຄໍາຕອບແມ່ນງ່າຍດາຍ. ກິໂລກຣາມຂອງນໍ້າມັນແອັດຊັງແມ່ນປະມານ 4. ກິໂລວັດຊົ່ວໂມງຂອງພະລັງງານ. ຫມໍ້ໄຟໃນແບບ Tesla ມີພະລັງງານຫນ້ອຍລົງປະມານ 30 ເທົ່າ. ມະຫາຊົນຂອງ capacitor ກິໂລຫນຶ່ງແມ່ນພຽງແຕ່ 0,1 kWh. ບໍ່ຈໍາເປັນຕ້ອງອະທິບາຍວ່າເປັນຫຍັງ capacitors ທໍາມະດາບໍ່ເຫມາະສົມກັບບົດບາດໃຫມ່. ຄວາມຈຸຂອງຫມໍ້ໄຟ lithium-ion ທີ່ທັນສະໄຫມຈະຕ້ອງມີຂະຫນາດໃຫຍ່ຫຼາຍຮ້ອຍເທົ່າ.
supercapacitor ຫຼື ultracapacitor ແມ່ນປະເພດຂອງ capacitor electrolytic ທີ່, ເມື່ອປຽບທຽບກັບ capacitors electrolytic ຄລາສສິກ, ມີ capacitance ໄຟຟ້າສູງທີ່ສຸດ (ຕາມຄໍາສັ່ງຂອງຫຼາຍພັນ farads), ມີແຮງດັນປະຕິບັດງານຂອງ 2-3 V. ປະໂຫຍດທີ່ໃຫຍ່ທີ່ສຸດຂອງ supercapacitor ແມ່ນ ເວລາສາກໄຟ ແລະ ສາກອອກສັ້ນຫຼາຍ ເມື່ອປຽບທຽບກັບອຸປະກອນເກັບຮັກສາພະລັງງານອື່ນໆ (ເຊັ່ນ: ຫມໍ້ໄຟ). ນີ້ອະນຸຍາດໃຫ້ທ່ານເພື່ອເພີ່ມການສະຫນອງພະລັງງານທີ່ຈະ 10 kW ຕໍ່ກິໂລນ້ໍາຫນັກ capacitor.
ຫນຶ່ງໃນຕົວແບບຂອງ ultracapacitor ທີ່ມີຢູ່ໃນຕະຫຼາດ.
ຜົນສໍາເລັດໃນຫ້ອງທົດລອງ
ເດືອນທີ່ຜ່ານມາໄດ້ນໍາເອົາຂໍ້ມູນຫຼາຍຢ່າງກ່ຽວກັບຕົວແບບ supercapacitor ໃຫມ່. ສໍາລັບຕົວຢ່າງ, ໃນຕອນທ້າຍຂອງ 2016, ພວກເຮົາໄດ້ຮຽນຮູ້ວ່າກຸ່ມນັກວິທະຍາສາດຈາກມະຫາວິທະຍາໄລ Central Florida ໄດ້ສ້າງ. ຂະບວນການໃຫມ່ສໍາລັບການສ້າງ supercapacitor, ປະຫຍັດພະລັງງານຫຼາຍແລະທົນທານຕໍ່ຫຼາຍກ່ວາ 30 XNUMX. ຮອບວຽນການສາກໄຟ/ການປ່ອຍນໍ້າ. ຖ້າພວກເຮົາປ່ຽນແບັດເຕີລີດ້ວຍ supercapacitors ເຫຼົ່ານີ້, ບໍ່ພຽງແຕ່ພວກເຮົາສາມາດສາກໄຟໂທລະສັບສະຫຼາດໄດ້ໃນວິນາທີ, ແຕ່ມັນກໍ່ພຽງພໍສໍາລັບການນໍາໃຊ້ຫຼາຍກວ່າຫນຶ່ງອາທິດ, Nitin Chowdhary, ສະມາຊິກຂອງທີມວິໄຈ, ກ່າວຕໍ່ສື່ມວນຊົນ. . . ນັກວິທະຍາສາດ Florida ສ້າງ supercapacitor ຈາກ microwires ຫຼາຍລ້ານທີ່ເຄືອບດ້ວຍວັດສະດຸສອງມິຕິ. ສາຍຂອງສາຍເຄເບີ້ນແມ່ນຕົວນໍາໄຟຟ້າທີ່ດີຫຼາຍ, ຊ່ວຍໃຫ້ການສາກໄຟໄວແລະການໄຫຼຂອງ capacitor, ແລະວັດສະດຸສອງມິຕິທີ່ກວມເອົາພວກມັນອະນຸຍາດໃຫ້ເກັບຮັກສາພະລັງງານຈໍານວນຫລາຍ.
ນັກວິທະຍາສາດຈາກມະຫາວິທະຍາໄລ Tehran ໃນອີຣ່ານ, ຜູ້ທີ່ຜະລິດໂຄງສ້າງທອງແດງ porous ໃນການແກ້ໄຂ ammonia ເປັນວັດສະດຸ electrode, ຍຶດຫມັ້ນກັບແນວຄວາມຄິດທີ່ຄ້າຍຄືກັນ. ຊາວອັງກິດ, ໃນທາງກັບກັນ, ເລືອກໃຊ້ gels ຄືກັບທີ່ໃຊ້ໃນແວ່ນຕາ. ຄົນອື່ນໄດ້ເອົາໂພລີເມີມາໃນກອງປະຊຸມ. ການຄົ້ນຄວ້າແລະແນວຄວາມຄິດແມ່ນບໍ່ມີທີ່ສິ້ນສຸດໃນທົ່ວໂລກ.
ນັກວິທະຍາສາດມີສ່ວນຮ່ວມໃນ ໂຄງການ ELECTROGRAPH (Graphene-Based Electrodes for Supercapacitor Applications), ທີ່ໄດ້ຮັບທຶນຈາກ EU, ໄດ້ເຮັດວຽກກ່ຽວກັບການຜະລິດວັດສະດຸ electrode graphene ແລະການນໍາໃຊ້ electrolytes ຂອງແຫຼວ ionic ທີ່ເປັນມິດກັບສິ່ງແວດລ້ອມຢູ່ໃນອຸນຫະພູມຫ້ອງ. ນັກວິທະຍາສາດຄາດຫວັງວ່າ graphene ຈະທົດແທນກາກບອນ activated (AC) ຖືກນໍາໃຊ້ໃນ electrodes ຂອງ supercapacitor.
ນັກຄົ້ນຄວ້າໄດ້ຜະລິດ graphite oxides ຢູ່ທີ່ນີ້, ແບ່ງອອກເປັນແຜ່ນຂອງ graphene, ແລະຫຼັງຈາກນັ້ນຝັງແຜ່ນເຂົ້າໄປໃນ supercapacitor. ເມື່ອປຽບທຽບກັບ electrodes ທີ່ອີງໃສ່ AC, electrodes graphene ມີຄຸນສົມບັດກາວທີ່ດີກວ່າແລະຄວາມສາມາດໃນການເກັບຮັກສາພະລັງງານທີ່ສູງກວ່າ.
ຜູ້ໂດຍສານຂຶ້ນ – ລົດລາງກຳລັງສາກໄຟ
ສູນວິທະຍາສາດແມ່ນມີສ່ວນຮ່ວມໃນການຄົ້ນຄວ້າແລະການສ້າງຕົວແບບ, ແລະຈີນໄດ້ເອົາ supercapacitors ເຂົ້າໄປໃນການປະຕິບັດ. ເມື່ອບໍ່ດົນມານີ້, ເມືອງຈູໂຈ່ວ, ແຂວງຫູໜານ, ໄດ້ເປີດເຜີຍລົດລາງລົດໄຟຄັນທຳອິດທີ່ຜະລິດໂດຍຈີນທີ່ນຳໃຊ້ເຄື່ອງຈັກຊຸບເປີກາປາຊິເຕີ (2) ເຊິ່ງໝາຍຄວາມວ່າບໍ່ຕ້ອງມີສາຍທາງເທິງ. ລົດລາງແມ່ນຂັບເຄື່ອນດ້ວຍ pantographs ທີ່ຕິດຕັ້ງຢູ່ບ່ອນຈອດລົດ. ການສາກເຕັມໃຊ້ເວລາປະມານ 30 ວິນາທີ, ສະນັ້ນມັນເກີດຂຶ້ນໃນລະຫວ່າງການຂຶ້ນ ແລະລົງຈາກເຮືອຂອງຜູ້ໂດຍສານ. ນີ້ອະນຸຍາດໃຫ້ຍານພາຫະນະເດີນທາງ 3-5 ກິໂລແມັດໂດຍບໍ່ມີພະລັງງານຈາກພາຍນອກ, ເຊິ່ງພຽງພໍທີ່ຈະໄປຫາບ່ອນຈອດລົດຕໍ່ໄປ. ນອກຈາກນັ້ນ, ມັນຟື້ນຕົວເຖິງ 85% ຂອງພະລັງງານໃນເວລາທີ່ເບກ.
ການນໍາໃຊ້ຕົວຈິງຂອງ supercapacitor ແມ່ນຈໍານວນຫລາຍ, ຈາກລະບົບພະລັງງານ, ຈຸລັງນໍ້າມັນເຊື້ອໄຟ, ຈຸລັງແສງຕາເວັນເຖິງຍານພາຫະນະໄຟຟ້າ. ບໍ່ດົນມານີ້, ຄວາມສົນໃຈຂອງຜູ້ຊ່ຽວຊານໄດ້ສຸມໃສ່ການນໍາໃຊ້ supercapacitor ໃນຍານພາຫະນະໄຟຟ້າປະສົມ. ຈຸລັງນໍ້າມັນເຊື້ອໄຟໂພລີເມີເຟຣມຈະຄິດຄ່າ supercapacitor, ເຊິ່ງເກັບຮັກສາພະລັງງານໄຟຟ້າທີ່ໃຊ້ເພື່ອພະລັງງານເຄື່ອງຈັກ. ວົງຈອນການສາກໄຟ / ການໄຫຼໄວຂອງ SC ສາມາດໃຊ້ເພື່ອເຮັດໃຫ້ພະລັງງານສູງສຸດທີ່ຕ້ອງການຂອງເຊນນໍ້າມັນເຊື້ອໄຟ, ໃຫ້ປະສິດທິພາບເກືອບເທົ່າທຽມກັນ.
ມັນເບິ່ງຄືວ່າພວກເຮົາຢູ່ໃນເກນຂອງການປະຕິວັດ supercapacitor ແລ້ວ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ປະສົບການສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າມັນຄຸ້ມຄ່າທີ່ຈະຍັບຍັ້ງຄວາມກະຕືລືລົ້ນເກີນຄວາມກະຕືລືລົ້ນເພື່ອບໍ່ໃຫ້ສັບສົນແລະບໍ່ຖືກປະໄວ້ກັບແບດເຕີລີ່ເກົ່າທີ່ຖືກປ່ອຍໄວ້ໃນມືຂອງທ່ານ.
