7 подписчиков

Как зарядить элентрокар за 5 минут?

12 марта 201812 мар 2018

5 мин

Представьте, что вы можете зарядить свой электрический автомобиль в течение нескольких минут, а не часов, или ваш смартфон в считанные секунды.

Это заманчивая перспектива преподносится исследователями, которые понимают, что открыли новый материал, который может повысить производительность углеродных суперконденсаторов - иногда называют суперконденсаторами - Тип устройства хранения энергии, которая может очень быстро заряжаться и разгрузить свою силу очень быстро.

Д-р Дональд Хайгейт, директор по исследованиям Superdielectrics Лтд, говорит, что материал он изначально разработал для мягких контактных линз, тоже на удивление хорошо держит электростатическом поле.

Очень просто, суперконденсаторы не производят электричество с помощью химических реакций, как и обычные батареи, они создают их из электростатических полей.

Доктор Хайгейт работает с Бристольским и Суррейским университетом, разработка суперконденсаторов с использованием нового полимера, в конечном счете должна превзойти, литий-ионные (Li-Ion) аккумуляторы.

Пока суперконденсаторы были хороши в предоставлении мощного скачка напряжения - для запуска двигателя автомобиля, например, или предать ускорение поезду. Они также хорошо подходит для сбора энергии от автомобилей, когда они тормозят, что делает их важной составляющей в электрической цепи транспортных средств.

В национальных энергосистемах используя их для быстрого пополнения энергией при балансировке спроса и предложения.

Столица Южной Кореи, Сеул надеется получить 3,500 ионисторных автобусов к 2020 году, они также используются в Шанхае, Китай. Европейский автопроизводитель концерн PSA: Пежо, Ситроен использует их в своих автомобилях, начиная с 2010 года. Ионистор , создатель технологии Максвелл, установлен на более чем миллионе автомобилей.

Но на сегодняшний день, суперконденсаторы не очень долго держат много энергии. По этому они пока не могут конкурировать с литий-ионными аккумуляторами.

Другое Технология бизнеса

"Два основных преимущества суперконденсаторов над аккумуляторами -это их способность справляться с гораздо большим количеством циклов заряда и разряда", - сказал Гарет Хиндс, сотрудник Национальной физической лаборатории в Великобритании.

"Недостатком является то, что они имеют относительно высокую стоимость и могут хранить заряд только несколько секунд-или, по крайней мере несколько минут".

Это не проблема, когда ваш ионистор используется для питания инструмента на заводском конвейере. Он может быть подзаряжен в считанные секунды, когда он помещен в зарядную станцию.

Но если вы находитесь в электрическом автомобиле или автобусе, который нуждается в подзарядке каждые несколько миль.

Суперконденсаторы каркасной технологии помогают восстановить энергию от контейнерного терминала кранов

Таави Madiberk, главный исполнительный директор и соучредитель каркасной технологии- ионисторов, создатель основанный в Эстонии, Германии и Финляндии, говорит, что его продукты содержат слои графен - один слой атомов углерода, расположенных в гексагональной решетке - и других материалов на основе углерода в суперконденсаторах.

Эти слои имеют огромную площадь поверхности - только 1Г графена может покрыть 2 000 кв. м, говорит г-н Madiberk. Это позволяет им держаться намного больше энергии.

Продукция его фирмы уже используется в гибридных транспортных средствах, особенно в автобусах и грузовиках. В одном из экспериментов они установили суперконденсаторы в сэинзбери дизель-электрическую фуру и "достигли 32% экономии топлива", говорит г-н Madiberk.

Но он признает, что в краткосрочной перспективе, сочетая суперконденсаторы, литий-ионные аккумуляторы- это, наверное, лучший способ сочетания, особенно в электрических транспортных средствах.

Нава говорит, что его суперконденсаторы держат в "пять раз" больше энергии, чем продукция конкурентов.

Ульрик Винограда, исполнительный директор по технологиям Нава, еще один из создателей ионисторов основанный на юге Франции, соглашается, говоря: "Суперконденсаторы не хранят столько много энергии, но их реакция будет мгновенной. Так что ионистор может использоваться для разгона и рекуперации энергии при торможении - увеличения жизни батареи - возможно удвоение или утроение продолжительности жизни батареи."

Технология нава включает в себя электроды, сделанные из "вертикально выровненных углеродных нанотрубок и графена, который может хранить энергию на поверхности этих труб", - объясняет господин Винограда.

Эти трубы, которые покрывают другой углеродсодержащего материал, настолько малы, что можно разместить 10 млрд на квадратный сантиметр.

Так - как карбон легкий материал, включающийся в суперконденсаторы, литий-ионные аккумуляторы также могут снизить общий вес, и это позволит улучшить производительность электромобиля.

Формула Е гоночного автомобиля, в настоящее время батарея весит 300 кг, но этот вес можно сократить на треть-до 200кг, Наве считает, без потери мощности.

"Мы считаем, что умение зарядить и разрядить аккумулятор быстро станет одним из самых важных вещей в будущем", - говорит г-н Виноградный.

"У нас нет столько энергии в ионисторе, как в литий-ионном аккумуляторе, но мы можем сделать много больше циклов - зарядов и разрядов - до миллиона. Углерод-это такой прочный материал".

В отличие от этого, обычный аккумулятор, который опирается на химические реакции для получения энергии, в конечном счете изнашивается, как только эти вещества теряют свою эффективность - примерно от 3000 до 5000 циклов зарядки и разрядки.

Еще одним преимуществом суперконденсаторов, производители говорят, что они не требуют редких материалов, таких как кобальт.

Конечно, суперконденсаторы не означает конец традиционной батареи с помощью любых средств. Литий-ионная технология все еще совершенствуется примерно на 5-10% каждый год.

Новые формы хранения энергии будут иметь решающее значение для успеха возобновляемых источников энергии в качестве замены ископаемого топлива. Когда солнце не светит или ветер не дует, нам нужно очень быстро получить доступ к накопленной энергии, чтобы заткнуть брешь.

А также традиционные методы хранения энергии, таких как прокачивать гидро, маховики, сжатый газ и большие массивы батарей, высокоэффективных суперконденсаторов в перспективе может стать одним из важнейших компонентов в полностью устойчивой энергетической сети.

Но это первые дни.

"На полимерной основе суперконденсаторов возникают как перспективная технология", - заключил Гарет Хиндс, "но еще много работы предстоит сделать для достижения требуемой емкости хранения энергии без ущерба для мощности, срока службы и стоимости."