超級電容器 - 超級甚至超級

電池效率、速度、容量和安全性問題目前正成為全球主要議題之一。 從某種意義上說，該領域的不發達威脅著我們整個科技文明的停滯。

我們最近寫了一篇有關手機鋰離子電池爆炸的文章。 它們仍然不能令人滿意的容量和緩慢的充電速度肯定不止一次激怒了埃隆·馬斯克或任何其他電動車愛好者。 多年來，我們一直聽說這一領域的各種創新，但目前還沒有突破可以在日常使用中提供更好的東西。 然而，一段時間以來，人們一直在談論電池可以用快速充電電容器，或者更確切地說是它們的「超級」版本來代替。

普通電容器為何沒有希望突破？ 答案很簡單。 一公斤汽油大約相當於 4 千瓦時的能量。 Tesla 車型的電池能量減少了約 30 倍。 一公斤電容器質量僅0,1kWh。 無需解釋為什麼傳統電容器不適合這個新角色。 現代鋰離子電池的電容器容量必須大數百倍。

超級電容器或超級電容器是一種電解電容器，與傳統電解電容器相比，它具有極高的電容（約數千法拉），工作電壓為 2-3 V。 超級電容器最大的優點是 充電和放電時間非常短 與其他能量儲存設備（例如電池）相比。 這允許您將電源增加到 每公斤電容器重量 10 kW.

市場上可用的超級電容器型號之一。

實驗室成果

最近幾個月帶來了大量有關新型超級電容器原型的資訊。 例如，2016 年底，我們了解到，中佛羅裡達大學的一群科學家創造了 製造超級電容器的新工藝，更節能，承受30以上。 充電/放電週期。 研究團隊成員尼廷·喬杜里 (Nitin Choudhary) 向媒體表示，如果我們用這些超級電容器替換電池，我們不僅能夠在幾秒鐘內為智慧型手機充電，而且還能持續使用一周以上。 。 佛羅裡達州的科學家正在用數百萬個塗有二維材料的微導體製造超級電容器。 電纜的線芯導電性非常好，使電容器能夠快速充電和放電，覆蓋它們的二維材料可以儲存大量的能量。

伊朗德黑蘭大學的科學家在氨溶液中生產多孔銅結構作為電極材料，他們也有類似的概念。 反過來，英國人選擇與隱形眼鏡中使用的凝膠類似的凝膠。 其他人把聚合物帶進車間。 世界各地的研究和概念層出不窮。

參與的科學家 電圖項目 由歐盟資助的（用於超級電容器應用的石墨烯基電極）一直致力於石墨烯電極材料的量產以及室溫下環保離子液體電解質的應用。 科學家預計 石墨烯將取代活性碳 (AC) 用於超級電容器電極。

研究人員生產了石墨氧化物，將它們分成石墨烯片，然後將這些片材整合到超級電容器中。 與AC基電極相比，石墨烯電極具有更好的黏合性能和更高的儲能能力。

登車乘客-電車正在充電

研究中心正在進行研究和原型設計，中國人已經將超級電容器付諸實行。 湖南省株洲市最近推出了第一輛由超級電容器驅動的中國製造電車 (2)，這意味著它不需要架空線路。 有軌電車從車站安裝的受電弓獲取能量。 充滿電大約需要 30 秒，因此是在乘客登機和下機時進行的。 這使得車輛無需外部動力即可行駛3-5公里，足以到達下一站。 此外，它在煞車過程中可回收高達 85% 的能量。

超級電容器實際應用的可能性有很多——從能源系統、燃料電池、太陽能電池到電動汽車。 最近，專家們的注意力集中在混合動力電動汽車中超級電容器的使用上。 聚合物隔膜燃料電池為超級電容器充電，然後超級電容器儲存用於為引擎提供動力的電能。 快速 SC 充電/放電循環可用於平滑燃料電池所需的峰值功率，從而提供幾乎一致的性能。

我們似乎已經處於超級電容器革命的邊緣。 然而，經驗表明，抑制過度的熱情是值得的，以免感到困惑，也不會手裡拿著一塊沒電的舊電池。