Superkondensatorius – vaistas nuo baterijų problemų: lūžio taškas elektromobilių vystyme ()

2025-04-02

Sprendimas gali reikšti lūžio tašką elektromobilių vystyme.

Asociatyvi nuotr.
© recraft.ai (Free Tier Assets) | https://www.recraft.ai

Prisijunk prie technologijos.lt komandos!

Laisvas grafikas, uždarbis, daug įdomių veiklų. Patirtis nebūtina, reikia tik entuziazmo.

Kinijos superkondensatorius – vaistas nuo baterijų problemų

Kinija ką tik pasigyrė superkondensatorių technologijos proveržiu, žadančiu didelius energijos kaupimo ir elektromobilių efektyvumo patobulinimus.

Superkondensatoriai, taip pat žinomi kaip ultrakondensatoriai, iš esmės skiriasi nuo tradicinių baterijų, nes jie kaupia energiją per jonų atskyrimą, o ne chemines reakcijas. Dėl galimybės žaibiškai įkrauti ir nedelsiant išleisti energiją, jie yra plačiai naudojami, be kita ko: regeneracinėse stabdžių sistemose, greituosiuose įkrovikliuose ir įvairiose energijos srityse. Šiuo metu jų įtaka energijos kaupimo rinkai yra nežymi, tačiau netrukus tai gali pasikeisti.

Skirtingai nuo klasikinių baterijų, superkondensatoriai susideda iš dviejų elektrodų, elektrolito ir separatoriaus. Veikiant įtampai, elektrolite esantys jonai greitai kaupiasi ant elektrodų paviršių, sukurdami vadinamuosius dvigubus krovimo sluoksnius. Šio proceso dėka galimas labai greitas įkrovimas ir iškrovimas. Tačiau tradiciniai vandeniniai elektrolitai turi savo apribojimus – vandens molekulės suyra esant žemai įtampai, o tai riboja energijos talpą, o dėl jų terminio nestabilumo žemoje temperatūroje jie užšąla, o aukštoje – išgaruoja. Kitaip tariant, jie savo pagrindine forma nėra tinkami plačiai naudoti komercinėje rinkoje.

[EU+Rekordinės kainos] Įspūdingi projektorių ekranai. Milžiniški, su trikojais, pripučiami, portabilūs. Idealūs ir lauko sąlygomis. Paskutiniai vienetai

Labai gera kaina

Specialūs kuponai

Iš Vokietijos greitas ir saugus pristatymas

Aukščiausia kokybė

Puikių galimybių rinkiniai

Labai ribotas kiekis

Išsamiau

Tačiau Kinijos mokslininkai sukūrė naują hibridinę elektrolitų sistemą, jungiančią vandenį, joninį skystį (EMIMNTf₂) ir kalio trifluormetansulfonatą (KOTf). Paprastai joninius skysčius ir vandenį sunku derinti, tačiau šiuo atveju kalio druskos pridėjimas stabilizuoja mišinį. Ši trinarė konfigūracija pertvarko vandens ir kalio jonų sąveiką, žymiai sumažindama vandens polinkį irti esant aukštesnei įtampai. Dėl šios naujos konfigūracijos maksimali superkondensatoriaus darbinė įtampa išaugo iki 3,37 V, o tai yra beveik tris kartus didesnė nei tradicinių vandeninių elektrolitų atveju, kurių įtampa ribojama iki maždaug 1 V, todėl ši technologija priartėja prie žemos įtampos ličio jonų elementų parametrų. Tačiau tai dar nesibaigia šio naujo elektrolitų mišinio privalumai.

Kinai atrado, kad naujasis elektrolitas pasižymi išskirtiniu temperatūriniu stabilumu, veikia nuo 0 °C iki 100 °C, taip išspręsdamas reikšmingą problemą, kuri iki šiol neleido plačiau naudoti šios technologijos. Patvarumas taip pat ypač įspūdingas, nes bandymai parodė, kad po 10 000 įkrovimo ir iškrovimo ciklų esant maždaug 60 °C temperatūrai superkondensatorius išlaikė net 81,8 % pradinės talpos. Šis rezultatas gerokai viršija komercinius standartus ir rodo didžiulį potencialą sudėtingomis darbo sąlygomis, nes tipiniai superkondensatoriai po 5000 ciklų praranda apie 20–30 %.

Tačiau, kaip dažnai nutinka su įspūdinga baterijų kūrimo sėkme, nepaisant įspūdingų rezultatų, išlieka keletas svarbių problemų, kurios stabdo neišvengiamą revoliuciją vartotojų rinkoje. Šio hibridinio elektrolito gamybos mastai pramoniniu lygiu vis dar nežinomi, be to, norint įdiegti šią technologiją į dabartinę elektromobilių architektūrą, reikės didelių dizaino ir technologinių pokyčių. Tačiau jei šios kliūtys bus įveiktos, aptartas sprendimas gali reikšti lūžio tašką elektromobilių vystyme – sumažinti priklausomybę nuo klasikinių akumuliatorių, žinomų dėl neigiamo poveikio aplinkai ir lėtesnių įkrovimo ciklų.

Pasidalinkite su draugais

Šaltiniai:

chip.pl

Aut. teisės: MTPC

(9)

(1)

(8)

MTPC parengtą informaciją atgaminti visuomenės informavimo priemonėse bei interneto tinklalapiuose be raštiško VšĮ „Mokslo ir technologijų populiarinimo centras“ sutikimo draudžiama.

Komentarai ()