Superkondensatorlar - super və hətta ultra
Batareyanın səmərəliliyi, sürəti, tutumu və təhlükəsizliyi məsələsi indi əsas qlobal problemlərdən birinə çevrilir. O mənada ki, bu sahədə zəif inkişaf bütün texniki sivilizasiyamızı durğunluqla təhdid edir.
Bu yaxınlarda telefonlarda litium-ion batareyalarının partlaması haqqında yazmışdıq. Onların hələ də qeyri-qənaətbəxş tutumu və yavaş doldurulması əlbəttə ki, İlon Maskı və ya hər hansı digər elektrik avtomobil həvəskarını bir dəfədən çox qıcıqlandırıb. Uzun illərdir ki, bu sahədə müxtəlif yeniliklər haqqında eşidirik, lakin gündəlik istifadədə daha yaxşı bir şey verəcək bir irəliləyiş hələ də yoxdur. Bununla belə, artıq bir müddətdir ki, akkumulyatorların sürətli doldurulan kondansatörlərlə, daha doğrusu, onların “super” versiyası ilə əvəz oluna biləcəyi barədə çoxlu söhbətlər gedir.
Niyə adi kondansatörlər bir sıçrayışa ümid etmirlər? Cavab sadədir. Bir kiloqram benzin təxminən 4. kilovat-saat enerjidir. Tesla modelindəki akkumulyator təxminən 30 dəfə az enerjiyə malikdir. Bir kiloqram kondansatör kütləsi yalnız 0,1 kWh-dir. Adi kondansatörlərin niyə yeni bir rol üçün uyğun olmadığını izah etməyə ehtiyac yoxdur. Müasir litium-ion batareyanın tutumu bir neçə yüz dəfə böyük olmalıdır.
Superkondensator və ya ultrakapasitor, klassik elektrolitik kondansatörlərlə müqayisədə, 2-3 V işləmə gərginliyi ilə olduqca yüksək elektrik tutumuna (bir neçə min farad sifarişinə görə) malik olan bir elektrolitik kondansatör növüdür. Superkondensatorların ən böyük üstünlüyü ondan ibarətdir çox qısa şarj və boşalma müddətləri digər enerji saxlama cihazları (məsələn, batareyalar) ilə müqayisədə. Bu, enerji təchizatını artırmağa imkan verir Bir kiloqram kondansatör çəkisi üçün 10 kVt.
Bazarda mövcud olan ultrakondensatorların modellərindən biri.
Laboratoriyalarda əldə olunan nailiyyətlər
Son aylar yeni superkapasitor prototipləri haqqında çoxlu məlumatlar gətirdi. 2016-cı ilin sonunda biz öyrəndik ki, məsələn, Mərkəzi Florida Universitetindən bir qrup elm adamı superkondensatorların yaradılması üçün yeni proses, daha çox enerjiyə qənaət etmək və 30 XNUMX-dən çox tab gətirmək. doldurma/boşaltma dövrləri. Tədqiqat qrupunun üzvü Nitin Chowdhary mediaya bildirib ki, əgər batareyaları bu superkondensatorlarla əvəz etsək, nəinki saniyələr ərzində smartfonu doldura bilərik, həm də bu, bir həftədən çox istifadə üçün kifayət edərdi. . Florida alimləri iki ölçülü materialla örtülmüş milyonlarla mikroteldən superkapasitorlar yaradırlar. Kabelin telləri çox yaxşı elektrik keçiriciləridir, kondansatörün sürətli doldurulmasına və boşaldılmasına imkan verir və onları əhatə edən iki ölçülü material böyük miqdarda enerji saxlamağa imkan verir.
Elektrod materialı kimi ammonyak məhlullarında məsaməli mis konstruksiyalar istehsal edən İranın Tehran Universitetinin alimləri bir qədər oxşar konsepsiyaya sadiqdirlər. İngilislər, öz növbəsində, kontakt linzalarda istifadə olunan gellərə üstünlük verirlər. Polimerləri başqası emalatxanaya aparıb. Tədqiqatlar və konsepsiyalar bütün dünyada sonsuzdur.
iştirak edən alimlər ELECTROGRAPH layihəsi Aİ tərəfindən maliyyələşdirilən (Supercapacitor Applications üçün Qrafen Əsaslı Elektrodlar) qrafen elektrod materiallarının kütləvi istehsalı və otaq temperaturunda ekoloji cəhətdən təmiz ion maye elektrolitlərinin tətbiqi üzərində işləyir. Alimlər bunu gözləyirlər qrafen aktivləşdirilmiş karbonu əvəz edəcək (AC) superkondensatorların elektrodlarında istifadə olunur.
Tədqiqatçılar burada qrafit oksidləri istehsal etdilər, onları qrafen təbəqələrinə ayırdılar və sonra vərəqləri superkondensatora yerləşdirdilər. AC əsaslı elektrodlarla müqayisədə qrafen elektrodları daha yaxşı yapışdırıcı xüsusiyyətlərə və daha yüksək enerji saxlama qabiliyyətinə malikdir.
Sərnişinlərə minmək - tramvay şarj olunur
Elm mərkəzləri tədqiqat və prototipləşdirmə ilə məşğuldur və çinlilər superkondensatorları praktikada tətbiq ediblər. Hunan əyalətinin Çjuçjou şəhəri bu yaxınlarda superkondensatorlarla (2) işləyən Çin istehsalı olan ilk tramvayı təqdim etdi, bu da onun hava xəttinə ehtiyac duymaması deməkdir. Tramvay dayanacaqlarda quraşdırılmış pantoqraflarla hərəkət edir. Tam doldurma təxminən 30 saniyə çəkir, buna görə də sərnişinlərin minməsi və enməsi zamanı baş verir. Bu, avtomobilə xarici enerji olmadan 3-5 km getməyə imkan verir ki, bu da növbəti dayanacağa çatmaq üçün kifayətdir. Bundan əlavə, əyləc zamanı enerjinin 85%-ə qədərini bərpa edir.
Superkondensatorların praktiki istifadəsi imkanları çoxdur - enerji sistemlərindən, yanacaq elementlərindən, günəş batareyalarından tutmuş elektrik nəqliyyat vasitələrinə qədər. Son zamanlar mütəxəssislərin diqqəti hibrid elektrik avtomobillərində superkondensatorların istifadəsinə yönəlib. Polimer diafraqma yanacaq hüceyrəsi superkondensatoru doldurur, sonra mühərriki gücləndirmək üçün istifadə olunan elektrik enerjisini saxlayır. SC-nin sürətli doldurma/boşaltma dövrləri, demək olar ki, vahid performans təmin edərək, yanacaq elementinin tələb olunan pik gücünü düzəltmək üçün istifadə edilə bilər.
Deyəsən, biz artıq superkondensator inqilabının astanasındayıq. Təcrübə göstərir ki, çaşqın olmamaq və əlinizdə boşalmış köhnə batareya ilə qalmamaq üçün həddindən artıq həvəsdən çəkinməyə dəyər.
