ShutterstockÚj hibrid szuperkondenzátort mutattak be nagy energiasűrűséggel és gyorsabb töltéssel
A Queenslandi Műszaki Egyetem kutatói bemutattak egy új hibrid szuperkondenzátort, mely a hagyományosnál jóval több energiát tárol, miközben a lítium-akkumulátoroknál jóval magasabb töltési sebességet kínál.
Az energiasűrűség (Wh/kg) az eszköz által tárolható teljes energiamennyiségre utal kg-onként a teljesítménysűrűség (W/kg) pedig azt jelzi, hogy az eszköz milyen gyorsan tudja be- és kikapcsolni az áramot töltés és kisütés közben.
A lítium elemek, amelyeket széles körben használnak relatíve nagy energia sűrűségük miatt, kémiai formában tárolják az energiát, viszont elég lassan töltődnek fel. A szuperkondenzátorok ezzel szemben statikusan tárolják az energiát, ami azt jelenti, hogy sokkal gyorsabban tölthetők és meríthetők belső szerkezetük romlása nélkül. Így nagyon magas a teljesítményük, de energiasűrűségük sokkal alacsonyabb, mint a kémiai alapú elemeké.
Az utóbbi időben számos eszköz jelent meg, amely valahol a kettő között helyezkedik el: a hibrid szuperkondenzátorok, amelyek középtájon vannak, sokkal több energiát képesek tárolni, mint a hagyományos szuperkondenzátorok, miközben majdnem ugyanolyan gyorsan töltődnek fel. Így egy autóban alkalmazva ezeket a hatótávolság már nem jelent problémát.
Az Advanced Materials-ban decemberben megjelent cikkben a Queenslandi Egyetem csapata egy olyan tervet mutatott be, amely kondenzátor stílusú titán-karbid alapú negatív elektródot és akkumulátor stílusú grafén-hibrid pozitív elektródot használ. Az eredmény a csapat szerint egy hibrid kondenzátor, amelynek teljesítménysűrűsége (így a töltési kapacitása is) nagyjából tízszer akkora, mint a lítium elemeké, energiasűrűsége pedig közel akkora, mint a nikkel-fém hibrid akkumulátoroké.
Az adatok alapján a tesztelt energiasűrűség legfeljebb 73 Wh/kg – a mai korszerű EV akkumulátorok mintegy 28 százaléka nyújt ennyit – teljesítménysűrűsége pedig 1600 W/kg, miközben a lítium akkumulátoroké 250-340 W/kg. Ez annyit jelent, hogy ha egy ilyet tennénk egy Tesla S Modell Plaid+-be, akkor az 837 km helyett 233 km-t tudna megtenni egy töltéssel, viszont ötször olyan gyorsan feltöltődne, ha a szükséges infrastruktúra rendelkezésre áll. A szupergyors töltőállomások viszont extrém terhelést jelentenek az energiahálózatra, hacsak nem rendelkeznek óriási energiatárolási kapacitással a helyszínen.
A kutatócsoport bejelentése szerint a hibrid szuperkondenzátor kétszer olyan tartós is, mint a lítium akkumulátorok a tesztek alapján: 10 ezer teljes felöltés és kisülés után eredeti tárolási kapacitásuk 90%-át megtartják.
Az nem valószínű, hogy az elektromos autóknál felválthatná ez a módszer a lítium akkumulátorokat, mivel a hatótávolság még mindig sarkalatos kérdés ezekkel a járművekkel kapcsolatban. De számos más alkalmazás esetében használható lehet. Helyettesíthetik az ólom-sav tábla hálózati elemeket, amelyekre a mai lítiumüzemű EV-kben még mindig szükség van. Kiválóak a gyors energia-simításhoz és a csúcsterhelés kezeléséhez ipari környezetben.
Forrás: New Atlas
Electrek
Techxplore