Mahimo ba nga mapulihan sa mga supercapacitor ang mga baterya sa mga de-koryenteng awto?

Ang mga de-koryenteng awto ug hybrids lig-on nga nakagamot sa hunahuna sa modernong motorista ingon usa ka bag-ong hugna sa ebolusyon sa mga salakyanan. Kung itandi sa mga modelo nga adunay kagamitan sa ICE, kini nga mga salakyanan adunay kaugalingon nga mga bentaha ug disbentaha.

Ang mga bentaha kanunay nga gilakip ang hilum nga operasyon, ingon man usab ang pagkawala sa polusyon sa panahon sa pagmaneho (bisan karon ang paghimo sa usa ka baterya alang sa usa ka de-kuryenteng awto nagahugaw sa palibot labi pa sa 30 ka tuig nga operasyon sa usa ka diesel engine).

Ang nag-unang disbentaha sa mga de-koryenteng salakyanan mao ang panginahanglan nga pag-charge sa baterya. May kalabotan niini, ang nanguna nga mga tiggama sa awto naghimo og lainlaing mga kapilian alang sa kung unsaon pagdugang ang kinabuhi sa baterya ug pagdugang ang agwat taliwala sa mga singil. Usa sa kini nga kapilian mao ang paggamit sa supercapacitors.

Hunahunaa kini nga teknolohiya gamit ang pananglitan sa usa ka bag-ong industriya sa awto - Lamborghini Sian. Unsa ang mga bentaha ug disbentaha sa kini nga pag-uswag?

Bag-o sa merkado sa elektrisidad nga salakyanan

Kung nagsugod ang Lamborghini sa paglibot sa usa ka hybrid, makasiguro ka nga dili kini mahimo’g usa ka labi ka kusug nga bersyon sa Toyota Prius.

Ang Sian, ang debut sa kompanya nga electrification sa Italyano, mao ang una nga produksyong hybrid nga awto (usa ka dako nga 63 nga yunit) nga naggamit supercapacitors imbis nga mga baterya sa lithium-ion.

Daghang mga pisiko ug inhenyero ang nagtuo nga ilang gihuptan ang yawi sa kusog nga paglihok sa elektrisidad, kaysa mga baterya nga lithium-ion. Gigamit kini ni Sian aron pagtipig og elektrisidad ug, kung gikinahanglan, ipakaon kini sa iyang gamay nga motor nga de kuryente.

Ang mga bentaha sa mga supercapacitor

Ang mga supercapacitor nagkarga ug nagpagawas og kusog nga labi ka kadali kaysa kadaghanan sa mga moderno nga baterya. Ingon kadugangan, makalahutay sila labi ka daghang pag-charge ug pagpagawas sa mga siklo nga wala mawala ang kapasidad.

Sa kaso ni Sian, ang supercapacitor nagmaneho sa usa ka 25-kilowatt electric motor nga gihiusa sa gearbox. Mahimo kini makahatag dugang nga pagpadako sa 6,5 horsepower 12-litro nga V785 internal combustion engine, o pagmaneho sa awto nga pang-isport sa iyang kaugalingon sa panahon sa mga maniobra nga dili kaayo tulin sama sa pag-parking.

Tungod kay kusog kaayo ang pag-charge, kini nga hybrid dili kinahanglan nga isaksak sa usa ka outlet sa dingding o estasyon sa pag-charge. Ang mga supercapacitor bug-os nga nag-charge matag higayon nga magpreno ang salakyanan. Ang mga baterya nga hybrids adunay usab kusog nga pagpahiuli sa kusog, apan kini hinay ug bahin lamang nga makatabang aron mapalapdan ang agianan sa kuryente.

Ang supercapacitor adunay lain nga dako kaayo nga trump card: gibug-aton. Sa Lamborghini Sian, ang tibuok sistema - ang de-koryenteng motor ug ang kapasitor - nagdugang lamang sa 34 ka kilo sa gibug-aton. Sa kini nga kaso, ang pagtaas sa gahum mao ang 33,5 horsepower. Alang sa pagtandi, ang Renault Zoe nga baterya nga nag-inusara (nga adunay 136 horsepower) adunay gibug-aton nga 400kg.

Mga disbentaha sa mga supercapacitor

Siyempre, ang mga supercapacitor usab adunay mga disbentaha kon itandi sa mga baterya. Sa paglabay sa panahon, sila nagtigum sa kusog nga labi ka grabe - kung ang Sian wala magsakay sa usa ka semana, wala’y nahabilin nga kusog sa kapasitor. Apan adunay mga posible usab nga solusyon niini nga problema. Ang Lamborghini nagtrabaho kauban ang Massachusetts Institute of Technology (MIT) aron makahimo usa ka lunsay nga modelo sa elektrisidad nga gibase sa mga supercapacitor, ang bantog nga Terzo Millenio (Third Millennium) nga konsepto.

bst

Pinaagi sa dalan, ang Lamborghini, nga ubos sa pagdumala sa Volkswagen Group, dili lamang ang kompanya nga nag-eksperimento sa kini nga lugar. Ang mga modelo sa Peugeot hybrid naggamit sa mga supercapacitor sulod sa mga katuigan, sama sa Toyota ug Honda's hydrogen fuel cell nga mga modelo. Ang mga tiggama sa China ug Koreano nagbutang niini sa mga electric bus ug trak. Ug sa miaging tuig, gipalit ni Tesla ang Maxwell Electronics, usa sa pinakadako nga naghimo sa supercapacitor sa kalibutan, usa ka sigurado nga timaan nga labing menos Elon Musk nagtuo sa umaabot nga teknolohiya.

7 nga hinungdan nga katinuud alang sa pagsabut sa mga supercapacitor

1 Giunsa ang pagtrabaho sa mga baterya

Ang teknolohiya sa baterya usa sa mga butang nga dugay na natong gipasagdan nga wala maghunahuna kung giunsa kini molihok. Kadaghanan sa mga tawo naghunahuna nga kung nag-charge, "gibubo" ra naton ang kuryente sa baterya, sama sa tubig sa baso.

Apan ang usa ka baterya dili direkta nga magtipig sa elektrisidad, apan makamugna lamang niini kung gikinahanglan pinaagi sa kemikal nga reaksyon tali sa duha ka electrodes ug usa ka pluwido (kasagaran) nga nagbulag kanila, nga gitawag ug electrolyte. Niini nga reaksyon, ang mga kemikal nga anaa niini makabig ngadto sa uban. Atol niini nga proseso, ang elektrisidad namugna. Sa diha nga sila hingpit nga nakabig, ang reaksyon mohunong - ang baterya gipagawas.

Bisan pa, sa mga rechargeable nga baterya, ang reaksyon mahimo usab nga mahitabo sa atbang nga direksyon - kung imong gi-charge kini, ang enerhiya magsugod sa reverse nga proseso, nga nagpahiuli sa orihinal nga mga kemikal. Mahimo kini nga gisubli gatusan o liboan ka beses, apan dili kalikayan nga adunay mga kapildihan. Sa paglabay sa panahon, ang mga parasitiko nga mga substansiya magtukod sa mga electrodes, busa ang kinabuhi sa baterya limitado (kasagaran 3000 ngadto sa 5000 ka mga siklo).

2 Giunsa molihok ang mga capacitor

Wala’y reaksyong kemikal nga mahitabo sa condenser. Positibo ug negatibo nga singil ang gihimo nga eksklusibo sa static nga elektrisidad. Sa sulud sa capacitor adunay duha ka conductive metal plate nga gibulag sa usa ka insulate nga materyal nga gitawag og dielectric.

Ang pag-charge susama ra sa pagpahid sa usa ka bola sa usa ka sweater nga delana aron kini magpilit nga adunay static nga kuryente. Positibo ug negatibo nga singil natipon sa mga plato, ug ang separator taliwala kanila, nga nagpugong kanila nga makontak, sa tinuud usa ka paagi sa pagtipig og kusog. Ang capacitor mahimong mapaningil ug mahaw-as bisan usa ka milyon nga beses nga wala mawala ang kapasidad.

3 Unsa ang mga supercapacitor

Ang mga conventional capacitor gamay ra kaayo aron makatipig sa enerhiya - kasagaran gisukod sa microfarads (milyon-milyong farads). Mao kini ang hinungdan nga ang mga supercapacitor naimbento sa 1950s. Sa ilang pinakadako nga mga variant sa industriya, nga gihimo sa mga kompanya sama sa Maxwell Technologies, ang kapasidad moabot sa pipila ka libo nga farads, nga mao, 10-20% sa kapasidad sa usa ka lithium-ion nga baterya.

4 Giunsa molihok ang mga supercapacitor

Dili sama sa conventional capacitors, walay dielectric. Hinunoa, ang duha ka mga palid gituslob sa usa ka electrolyte ug gibulag sa usa ka nipis kaayo nga insulating layer. Ang kapasidad sa usa ka supercapacitor sa tinuud nagdugang samtang ang lugar sa kini nga mga palid nagdugang ug ang gilay-on tali kanila mikunhod. Aron madugangan ang gilapdon sa nawong, sila karon gitabonan sa mga porous nga materyales sama sa carbon nanotubes (gamay kaayo nga ang 10 ka bilyon niini mohaum sa usa ka square cm). Ang separator mahimo lamang nga usa ka molekula nga gibag-on nga adunay usa ka layer sa graphene.

Aron mahibal-an ang kalainan, labing maayo nga hunahunaon nimo ang elektrisidad ingon tubig. Ang usa ka yano nga capacitor mahisama sa usa ka tuwalya nga papel nga makasuyop sa usa ka gikutuban nga kantidad. Ang supercapacitor mao ang kusina nga espongha sa pananglitan.

5 Mga Baterya: Maayo ug Dili Maayo

Ang mga baterya adunay usa ka hinungdanon nga bentaha - taas nga density sa enerhiya, nga nagtugot kanila sa pagtipig medyo daghang kantidad sa enerhiya sa usa ka gamay nga reservoir.

Bisan pa, sila usab adunay daghang mga disbentaha - bug-at nga gibug-aton, limitado nga kinabuhi, hinay nga pag-charge ug medyo hinay nga pagpagawas sa enerhiya. Dugang pa, ang makahilo nga mga metal ug uban pang peligrosong mga butang gigamit alang sa ilang paghimo. Ang mga baterya episyente lamang sa usa ka pig-ot nga sakup sa temperatura, mao nga kasagaran kinahanglan nga pabugnawon o ipainit, nga makunhuran ang ilang taas nga kahusayan.

6 Mga Supercapacitor: Maayo ug Dili Maayo

Ang mga supercapacitor labi ka gaan kaysa mga baterya, ang ilang kinabuhi labi ka taas, wala sila magkinahanglan bisan unsang peligro nga mga butang, sila nag-charge ug nagpagawas sa enerhiya hapit dayon. Tungod kay halos wala sila'y internal nga pagsukol, wala sila mag-ut-ot sa enerhiya aron molihok - ang ilang kahusayan mao ang 97-98%. Ang mga supercapacitor naglihok nga walay mahinungdanong mga pagtipas sa tibuok nga han-ay gikan sa -40 ngadto sa +65 degrees Celsius.

Ang disbentaha mao ang pagtipig nila labi ka gamay nga enerhiya kaysa sa mga baterya nga lithium-ion.

7 Bag-ong sulud

Bisan ang labing abante nga moderno nga mga supercapacitor dili hingpit nga mapulihan ang mga baterya sa mga de-koryenteng awto. Apan daghang mga syentista ug pribadong kompaniya ang nagtrabaho aron mapaayo sila. Pananglitan, sa UK, ang Superdielectrics nagtrabaho kauban ang usa ka materyal nga orihinal nga naugmad alang sa paghimo og mga contact lens.

Ang Skeleton Technologies nagtrabaho sa graphene, usa ka allotropic nga porma sa carbon. Ang usa ka layer nga usa ka atomo ang gibag-on 100 ka beses nga mas lig-on kaysa sa taas nga kusog nga asero, ug ang 1 gramo ra niini mahimong motabon sa 2000 square meters. Gi-install sa kompanya ang mga graphene supercapacitor sa naandan nga mga diesel van ug nakab-ot ang 32% nga pagtipig sa gasolina.

Bisan pa sa katinuud nga ang mga supercapacitor dili hingpit nga mapulihan ang baterya, karon adunay positibo nga uso sa pag-uswag sa kini nga teknolohiya.

Mga pangutana ug tubag:

Giunsa pagtrabaho ang usa ka supercapacitor? Naglihok kini sa parehas nga paagi sama sa usa ka taas nga kapasidad nga kapasitor. Diha niini, ang elektrisidad natipon tungod sa static sa panahon sa polarization sa electrolyte. Bisan tuod kini usa ka electrochemical device, walay kemikal nga reaksyon nga mahitabo.

Para sa unsa ang supercapacitor? Ang mga supercapacitor gigamit alang sa pagtipig sa enerhiya, pagsugod sa mga motor, sa hybrid nga mga salakyanan, isip mga tinubdan sa hamubo nga panahon.

Sa unsang paagi lahi ang usa ka supercapacitor sa lainlaing mga lahi sa mga baterya? Ang baterya makahimo sa pagmugna og elektrisidad sa iyang kaugalingon pinaagi sa kemikal nga reaksyon. Ang supercapacitor nagtigum lamang sa gipagawas nga enerhiya.

Asa gigamit ang Supercapacitor? Ang mubu nga kapasidad nga mga capacitor gigamit sa mga flash unit (bug-os nga na-discharge) ug sa bisan unsang sistema nga nanginahanglan daghang mga siklo sa pag-discharge / bayad.