211service.com
Ultra bateria
Przełomowa technologia obiecuje ładowanie gadżetów elektronicznych w ciągu kilku minut, bez konieczności wymiany baterii i obniża koszty samochodów hybrydowych. Rzeczywiście, technologia ta ma potencjał, aby zapewnić urządzenie do magazynowania energii dziesięć razy wydajniejsze niż nawet najnowsze akumulatory w samochodach hybrydowych, a jednocześnie przeżyć sam pojazd.
Nowa technologia, opracowana w Laboratorium Systemów Elektromagnetycznych i Elektronicznych MIT, powinna ulepszyć ultrakondensatory poprzez zamianę nanorurek węglowych, co znacznie zwiększy powierzchnię elektrod i zdolność magazynowania energii.
Ultrakondensatory, podrasowana wersja kondensatorów szeroko stosowanych w elektronice, istnieją od dziesięcioleci. Są dobrze znane z tego, że są potężne, to znaczy zdolne do szybkiego wchłaniania i uwalniania energii elektrycznej. Ale nie mogą magazynować dużo energii, więc ich zmagazynowana energia elektryczna jest wyczerpana w ciągu kilku sekund. W rezultacie zostały one ograniczone do zastosowań niszowych, takich jak zapewnianie szybkich impulsów zasilania w niektórych hybrydowych autobusach tranzytowych.
Teraz naukowcy z MIT odkryli, co ich zdaniem jest sposobem na kilkukrotną poprawę wytrzymałości ultrakondensatorów – pozwalając urządzeniom zachować zalety mocy i długowieczności, jednocześnie przechowując mniej więcej tyle energii, co baterie stosowane w hybrydach.
Ilość energii, jaką mogą zatrzymać ultrakondensatory, zależy od pola powierzchni i przewodności ich elektrod. Naukowcy zwiększyli powierzchnię o ponad rząd wielkości, używając nanorurek węglowych, mówi Joel Schindall, profesor elektrotechniki na MIT i jeden z naukowców biorących udział w projekcie. Jeden centymetr kwadratowy płyty przewodzącej po powleczeniu nanorurek ma powierzchnię około 50 000 centymetrów kwadratowych, w porównaniu z 2000 centymetrów kwadratowych przy użyciu węgla w dzisiejszych komercyjnych ultrakondensatorach. Naukowcy twierdzą, że nanorurki węglowe o wysokiej czystości są również niezwykle przewodzące, co powinno zwiększyć moc wyjściową w porównaniu z istniejącymi ultrakondensatorami.
Technologia może znaleźć zastosowanie również poza hybrydami. Ultrakondensatory mogą pozwolić na ładowanie laptopów i telefonów komórkowych w ciągu minuty. I w przeciwieństwie do baterii do laptopów, które zaczynają tracić zdolność do utrzymywania ładunku po roku lub dwóch, mogą nadal działać długo po tym, jak urządzenie jest przestarzałe. Teoretycznie nie ma procesu, który spowodowałby konieczność wymiany [ultrakondensatora], mówi profesor John Kassakian, inny z badaczy.
Główna przeszkoda, przed którą może stanąć nowa technologia, nie ma charakteru technicznego, ale ekonomicznego. Nanomateriały są dziś prawdopodobnie sto lub tysiąc razy droższe niż materiały, z których korzystamy, mówi Michael Sund, rzecznik firmy Maxwell Technologies w San Diego CA, producenta komercyjnych ultrakondensatorów. Obsługiwane przez nas rynki są oparte na cenach. Jeśli nasz produkt magazynuje sto razy więcej energii, ale kosztuje sto razy więcej, może nie być na niego rynku.
Jednak naukowcy z MIT mają nadzieję, że z biegiem czasu i przy pomocy ekonomii skali, ultrakondensatory z nanorurek będą mogły być wytwarzane przy takich samych kosztach jak baterie.
Następnym krokiem jest zmierzenie wydajności urządzenia przy użyciu nanorurek węglowych i hodowanie nanomateriałów na elastycznym podłożu, które można przekształcić w wielkoskalowy ultrakondensator.