Λόγω της γρήγορης ταχύτητας φόρτισης και της υψηλής ενεργειακής απόδοσης μετατροπής,υπερπυκνωτέςμπορούν να ανακυκλωθούν εκατοντάδες χιλιάδες φορές και έχουν πολλές ώρες εργασίας, τώρα έχουν εφαρμοστεί σε λεωφορεία νέας ενέργειας.Τα νέα ενεργειακά οχήματα που χρησιμοποιούν υπερπυκνωτές ως ενέργεια φόρτισης μπορούν να ξεκινήσουν τη φόρτιση όταν οι επιβάτες επιβιβάζονται και κατεβαίνουν από το λεωφορείο.Ένα λεπτό φόρτισης μπορεί να επιτρέψει στα νέα ενεργειακά οχήματα να ταξιδέψουν για 10-15 χιλιόμετρα.Τέτοιοι υπερπυκνωτές είναι πολύ καλύτεροι από τις μπαταρίες.Η ταχύτητα φόρτισης των μπαταριών είναι πολύ πιο αργή από αυτή των υπερπυκνωτών.Χρειάζεται μόνο μισή ώρα για να φορτιστεί στο 70%-80% της ισχύος. Ωστόσο, σε περιβάλλοντα χαμηλής θερμοκρασίας, η απόδοση των υπερπυκνωτών μειώνεται σημαντικά.Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η διάχυση των ιόντων ηλεκτρολυτών παρεμποδίζεται σε χαμηλές θερμοκρασίες και η ηλεκτροχημική απόδοση των συσκευών αποθήκευσης ισχύος, όπως οι υπερπυκνωτές, θα εξασθενεί γρήγορα, με αποτέλεσμα τη σημαντική μείωση της απόδοσης λειτουργίας των υπερπυκνωτών σε περιβάλλοντα χαμηλής θερμοκρασίας.Υπάρχει λοιπόν κάποιος τρόπος να κάνει τον υπερπυκνωτή να διατηρήσει την ίδια απόδοση εργασίας σε περιβάλλον χαμηλής θερμοκρασίας; Ναι, φωτοθερμικά ενισχυμένοι υπερπυκνωτές, υπερπυκνωτές που ερευνήθηκαν από την ομάδα του Ερευνητικού Ινστιτούτου Wang Zhenyang, του Ινστιτούτου Έρευνας Στερεάς Κατάστασης, του Ερευνητικού Ινστιτούτου Hefei, της Κινεζικής Ακαδημίας Επιστημών.Στο περιβάλλον χαμηλής θερμοκρασίας, η ηλεκτροχημική απόδοση των υπερπυκνωτών μειώνεται σημαντικά και η χρήση υλικών ηλεκτροδίων με φωτοθερμικές ιδιότητες μπορεί να επιτύχει ταχεία αύξηση της θερμοκρασίας της συσκευής μέσω του ηλιακού φωτοθερμικού φαινομένου, το οποίο αναμένεται να βελτιώσει την απόδοση των υπερπυκνωτών σε χαμηλή θερμοκρασία. 
Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν τεχνολογία λέιζερ για να παρασκευάσουν μια κρυσταλλική μεμβράνη γραφενίου με τρισδιάστατη πορώδη δομή και ενσωμάτωσαν πολυπυρρόλιο και γραφένιο μέσω τεχνολογίας παλμικής ηλεκτροαπόθεσης για να σχηματίσουν ένα σύνθετο ηλεκτρόδιο γραφενίου/πολυπυρόλης.Ένα τέτοιο ηλεκτρόδιο έχει υψηλή ειδική χωρητικότητα και χρησιμοποιεί ηλιακή ενέργεια.Το φωτοθερμικό φαινόμενο πραγματοποιεί την ταχεία άνοδο της θερμοκρασίας του ηλεκτροδίου και άλλων χαρακτηριστικών.Σε αυτή τη βάση, οι ερευνητές κατασκεύασαν περαιτέρω έναν νέο τύπο φωτοθερμικά ενισχυμένου υπερπυκνωτή, ο οποίος μπορεί όχι μόνο να εκθέσει το υλικό του ηλεκτροδίου στο ηλιακό φως, αλλά και να προστατεύσει αποτελεσματικά τον στερεό ηλεκτρολύτη.Σε περιβάλλον χαμηλής θερμοκρασίας -30 °C, η ηλεκτροχημική απόδοση των υπερπυκνωτών με σοβαρή αποσύνθεση μπορεί να βελτιωθεί γρήγορα σε επίπεδο θερμοκρασίας δωματίου υπό την ακτινοβολία του ήλιου.Σε περιβάλλον θερμοκρασίας δωματίου (15°C), η θερμοκρασία επιφάνειας του υπερπυκνωτή αυξάνεται κατά 45°C κάτω από το ηλιακό φως.Μετά την άνοδο της θερμοκρασίας, η δομή των πόρων του ηλεκτροδίου και ο ρυθμός διάχυσης του ηλεκτρολύτη αυξάνονται σημαντικά, γεγονός που βελτιώνει σημαντικά την ικανότητα αποθήκευσης ηλεκτρικής ενέργειας του πυκνωτή.Επιπλέον, δεδομένου ότι ο στερεός ηλεκτρολύτης προστατεύεται καλά, ο ρυθμός συγκράτησης της χωρητικότητας του πυκνωτή εξακολουθεί να είναι τόσο υψηλός όσο 85,8% μετά από 10.000 φορτίσεις και εκφορτίσεις. 
Τα ερευνητικά αποτελέσματα της ερευνητικής ομάδας του Wang Zhenyang στο Ερευνητικό Ινστιτούτο Hefei της Κινεζικής Ακαδημίας Επιστημών έχουν τραβήξει την προσοχή και έχουν υποστηριχθεί από σημαντικά εγχώρια έργα Ε&Α και το Ίδρυμα Φυσικών Επιστημών.Ας ελπίσουμε ότι μπορούμε να δούμε και να χρησιμοποιήσουμε φωτοθερμικά ενισχυμένους υπερπυκνωτές στο εγγύς μέλλον.
Ώρα δημοσίευσης: Ιουν-15-2022