Στην Κίνα, οι υπερπυκνωτές χρησιμοποιούνται στα ηλεκτρικά αυτοκίνητα εδώ και πολλά χρόνια.Ποια είναι λοιπόν τα πλεονεκτήματα των υπερπυκνωτών στα ηλεκτρικά αυτοκίνητα;Γιατί οι σούπερ πυκνωτές είναι τόσο σούπερ;
Σούπερ πυκνωτές
υπερπυκνωτής, ηλεκτρικό όχημα, μπαταρία λιθίου
Οι ιδιοκτήτες ηλεκτρικών αυτοκινήτων ανέκαθεν προβληματίζονταν από την εμβέλεια κρουαζιέρας και κάθε αργία θα υπάρχουν παράπονα.Ας δούμε πρώτα την πηγή της ανησυχίας για το εύρος πλεύσης:
Η μέση ενεργειακή πυκνότητα της βενζίνης για τα συμβατικά οχήματα είναι 13.000 Wh/kg.Επί του παρόντος, η ενεργειακή πυκνότητα των βασικών μπαταριών λιθίου είναι 200-300 Wh/kg.Ωστόσο, η απόδοση μετατροπής ενέργειας των αμιγώς ηλεκτρικών οχημάτων είναι 2-3 φορές υψηλότερη από αυτή των μηχανών ντίζελ.Επομένως, προκειμένου να αξιοποιηθεί η ενέργεια με τη μέγιστη απόδοση, ο καλύτερος τρόπος είναι να αυξηθεί η ενεργειακή πυκνότητα των μπαταριών λιθίου.
Αν και η ενεργειακή πυκνότητα έχει αυξηθεί σε 10 φορές στο εργαστήριο, η μπαταρία αποζημιώνεται μετά από δεκάδες φορτίσεις και εκφορτίσεις.
Είναι λοιπόν δυνατόν να αυξηθεί η ενεργειακή πυκνότητα σε ένα μέτριο επίπεδο και να διατηρηθεί ο ιδανικός αριθμός φόρτισης και εκφόρτισης;
Υπερπυκνωτές
Ο πυκνωτής είναι ένα από τα πιο βασικά ηλεκτρονικά εξαρτήματα.Εν ολίγοις, δύο στρώσεις από μεταλλικά φύλλα στρώνουν ένα μονωτικό φύλλο και ένα προστατευτικό κέλυφος προστίθεται στο εξωτερικό.Ανάμεσα σε αυτά τα δύο φύλλα είναι ο χώρος όπου αποθηκεύεται η ηλεκτρική ενέργεια.Ο πυκνωτής χρησιμοποιείται ως άμεση παροχή ρεύματος, επομένως η αποθηκευμένη ηλεκτρική ενέργεια δεν είναι μεγάλη και η ενεργειακή πυκνότητα είναι πολύ χειρότερη από την μπαταρία.
Αλλά ο πυκνωτής έχει ένα πλεονέκτημα που δεν έχει η μπαταρία: η διάρκεια φόρτισης και εκφόρτισης είναι πολύ μεγάλη – ακόμα και εκατοντάδες χιλιάδες φορές φόρτισης και εκφόρτισης, η υποβάθμιση της απόδοσης είναι πολύ μικρή.Άρα η ζωή του είναι βασικά ίδια με το ίδιο το προϊόν.
Ο λόγος για τον οποίο έχει τόσο εξαιρετική διάρκεια φόρτισης και εκφόρτισης είναι επειδή η αποθήκευση ενέργειας του πυκνωτή βασίζεται σε φυσικές αρχές και δεν παράγει χημικές αντιδράσεις.
Έτσι τώρα το καθήκον είναι να επεκταθεί η ικανότητα αποθήκευσης ηλεκτρικής ενέργειας του πυκνωτή.Εμφανίζεται λοιπόν ο υπερπυκνωτής.Ο σκοπός είναι να γίνει ο πυκνωτής μια δεξαμενή, όχι απλώς μια στιγμιαία παροχή ρεύματος.Αλλά η μεγαλύτερη δυσκολία είναι πώς να βελτιώσουμε την ενεργειακή πυκνότητα των υπερπυκνωτών.
Ο υπερπυκνωτής μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως πηγή ενέργειας για ηλεκτρικά οχήματα μετά την αύξηση της ενεργειακής πυκνότητας.Η Κίνα έχει ήδη αρχίσει να χρησιμοποιεί αυτή την τεχνολογία.Στην Παγκόσμια Έκθεση της Σαγκάης του 2010, παρουσιάστηκαν 36 λεωφορεία υπερπυκνωτών.Αυτά τα λεωφορεία ήταν σε σταθερή λειτουργία εδώ και πολύ καιρό και συνεχίζουν να λειτουργούν κανονικά μέχρι τώρα.
Τα λεωφορεία με υπερπυκνωτές στη Σαγκάη μπορούν να διανύσουν 40 χιλιόμετρα σε 7 λεπτά
Όμως η τεχνολογία δεν έχει εξαπλωθεί σε άλλες διαδρομές και σε άλλες πόλεις.Αυτό είναι επίσης ένα πρόβλημα «εμβέλειας πλεύσης» που προκαλείται από χαμηλή ενεργειακή πυκνότητα.Αν και ο χρόνος φόρτισης μειώνεται σημαντικά, χρειάζονται μόνο λίγα λεπτά για να φορτιστεί μία φορά, αλλά μπορεί να διαρκέσει μόνο για περίπου 40 χιλιόμετρα.Στην αρχική χρήση, το λεωφορείο χρειαζόταν ακόμη και επαναφόρτιση κάθε φορά που σταματούσε.
Η ενεργειακή πυκνότητα αυτών των υπερπυκνωτών δεν είναι τόσο καλή όσο αυτή των μπαταριών λιθίου.Ο πιο θεμελιώδης λόγος είναι ότι η διηλεκτρική σταθερά των υλικών με βάση τον άνθρακα στους υπερπυκνωτές εξακολουθεί να μην είναι αρκετά υψηλή.Στο επόμενο άρθρο, θα μιλήσουμε για το επίτευγμα της Κίνας στη βελτίωση της ενεργειακής πυκνότητας των υπερπυκνωτών.
Η JYH HSU (JEC)) είναι ένας κινέζος κατασκευαστής υπερπυκνωτών που ειδικεύεται στην έρευνα και ανάπτυξη, παραγωγή και πωλήσεις διαφόρων ηλεκτρονικών εξαρτημάτων.Εάν έχετε ερωτήσεις σχετικά με ηλεκτρονικά εξαρτήματα ή θέλετε να αναζητήσετε επιχειρηματική συνεργασία, μπορείτε να επικοινωνήσετε μαζί μας ανά πάσα στιγμή.
Ώρα δημοσίευσης: 16 Μαΐου 2022