Izrāviens enerģijas uzglabāšanā: jauni superkondensatori

Saskaņā ar jauno Masačūsetsas Tehnoloģiju institūta (MIT) pētījumu, divi cilvēces vēsturē visizplatītākie materiāli, cements un ogle (līdzīgi ļoti smalkai oglei), var kļūt par pamata izejvielām jaunai zemu izmaksu enerģijas uzglabāšanai. sistēma.

MIT pētnieki ir atklājuši, ka šos divus materiālus var apvienot ar ūdeni, lai izveidotu superkondensatorus (akumulatoru aizstājējus), kas var uzglabāt elektrisko enerģiju. Ir teikts, ka šī tehnoloģija var saglabāt stabilitāti enerģētikas tīklā, neskatoties uz atjaunojamās enerģijas piegādes svārstībām, tādējādi veicinot atjaunojamās enerģijas, piemēram, saules, vēja un plūdmaiņu enerģijas, izmantošanu.
 

Piemēram, pētnieki saka, ka viņu superkondensatorus galu galā var integrēt mājas betona pamatnē, kur tie var uzkrāt enerģiju veselu dienu par ļoti zemām izmaksām (vai bez maksas) un joprojām nodrošināt mājai nepieciešamo konstrukcijas izturību. Pētnieki arī paredz būvēt betona ceļu, kas var nodrošināt bezkontakta uzlādi elektriskajiem transportlīdzekļiem, kas brauc pa šo ceļu.

Jaunākie pētījumu rezultāti nesen tika publicēti Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Kondensators principā ir ļoti vienkārša ierīce, kas sastāv no divām vadošām plāksnēm, kas iegremdētas elektrolītā un atdalītas ar membrānu. Kad kondensatoram tiek pielikts spriegums, pozitīvi lādēti joni no elektrolīta uzkrājas uz negatīvi lādētas plāksnes, bet pozitīvi lādētas plāksnes uzkrāj negatīvi lādētus jonus.

Tā kā starp plāksnēm esošā membrāna novērš uzlādētu jonu migrāciju, šī lādiņu atdalīšana rada elektrisko lauku starp plāksnēm, un kondensators tiek uzlādēts. Šie divi dēļi var uzturēt šo lādiņu pāri ilgu laiku un pēc tam nodrošināt tos ļoti ātri, kad nepieciešams. Superkondensators ir kondensators, kas var uzglabāt ārkārtīgi lielu lādiņu daudzumu.
Elektrības daudzums, ko kondensators var uzglabāt, ir atkarīgs no tā vadošās plāksnes kopējās virsmas. Komandas izstrādātā jaunā superkondensatora atslēga slēpjas uz cementa bāzes izgatavotu materiālu ražošanas metodē, kam ir ārkārtīgi liels iekšējās virsmas laukums, jo to tilpumā ir blīvs un savstarpēji savienots vadošu materiālu tīkls.

Konkrēti, pētnieki sasniedza šo mērķi, betona maisījumā ievietojot augsti vadītspējīgu oglekli, cementa pulveri un ūdeni un ļaujot tam sacietēt. Kad ūdens reaģē ar cementu, tas dabiski veido konstrukcijā atzarojumu tīklu, un ogleklis migrē šajās telpās, veidojot lineāru struktūru sacietējušajā cementā.

Šīm konstrukcijām ir dakšveida struktūra, ar lielākiem zariem veidojot mazākus zarus un tā tālāk, kas galu galā veido ļoti lielu virsmas laukumu salīdzinoši nelielā tilpuma diapazonā.
Pēc tam iegremdējiet šo materiālu standarta elektrolīta materiālā, piemēram, kālija hlorīds (sāls), kas nodrošina uzlādētas daļiņas, kas uzkrājas uz oglekļa struktūras. Pētnieki noskaidrojuši, ka divus no šī materiāla izgatavotus elektrodus atdala plāns telpa jeb izolācijas slānis, veidojot ļoti jaudīgu superkondensatoru.

Pētnieki norāda, ka cements un ogle ir divi materiāli, kuru vēsture ir vismaz divus tūkstošus gadu. "Savienojot tos noteiktā veidā, jūs iegūstat vadošu nanokompozītmateriālu, un tieši tad lietas kļūst patiesi interesantas. Turklāt nepieciešamais oglekļa saturs ir ļoti mazs, veidojot tikai 3 procentus no maisījuma tilpuma, kas var veidot caurlaidīgu vielu. oglekļa tīkls.
Pētnieki saka, ka no šī materiāla izgatavotiem superkondensatoriem ir liels potenciāls, lai palīdzētu pasaulei pāriet uz atjaunojamo enerģiju. Galvenie bezemisijas enerģijas avoti, piemēram, vēja enerģija, saules enerģija un plūdmaiņu enerģija, visi ģenerē savu izlaidi mainīgos laikos, kas bieži vien neatbilst elektroenerģijas patēriņa maksimumam. Tāpēc elektroenerģijas uzglabāšanas metodes ir būtiskas.

Pieprasījums pēc liela mēroga enerģijas uzglabāšanas sistēmām ir ļoti augsts, un esošās baterijas ir pārāk dārgas un galvenokārt ir atkarīgas no tādiem materiāliem kā litijs. Litija piedāvājums ir ierobežots, tāpēc steidzami ir vajadzīgas lētākas alternatīvas. Šeit mūsu tehnoloģija ir ļoti daudzsološa, jo cements ir visur," viņi teica.
Pētnieku grupa aprēķināja, ka 45 kubikmetru lielam nanooglekļa leģētam betonam (kas atbilst kubam, kura diametrs ir aptuveni 3,5 metri) būtu pietiekama jauda, ​​lai uzglabātu aptuveni 10-kilovatstundas enerģijas, kas tiek uzskatīta par mājsaimniecības vidējais diennakts elektroenerģijas patēriņš. Pateicoties betona spējai saglabāt savu izturību, uz šī materiāla būvētās mājas var uzkrāt saules paneļu vai vējdzirnavu radīto enerģiju vienu dienu un izmantot, kad nepieciešams. Turklāt superkondensatoru uzlādes un izlādes ātrums ir daudz ātrāks nekā akumulatoru.
Pētnieki arī saka, ka šīs tehnoloģijas sākotnējā izmantošana var būt izolētās mājās, ēkās vai patversmēs, kas atrodas tālu no elektrotīkla, kuras var darbināt ar saules paneļiem, kas savienoti ar cementa superkondensatoriem.
Viņi teica, ka sistēma ir ļoti mērogojama, jo enerģijas uzglabāšanas jauda ir tieša elektroda tilpuma funkcija. Jūs varat pārvērst 1 mm biezu elektrodu par 1 m biezu elektrodu, un, to darot, jūs varat būtībā paplašināt savu enerģijas uzglabāšanas jaudu, sākot no gaismas diodes iedegšanas uz dažām sekundēm un beidzot ar strāvas padevi visai mājai.

Mūsu uzņēmums ir vērsts uz augstākās kvalitātes vara gala vāciņu, drošinātāju spaiļu kontaktiem, (ELEKTRISKAIS TRANSPORTLĪDZEKLIS) EV plēves kondensatora kopne, (saules jauda) PV invertora kopne, laminēta kopne, alumīnija korpusi jauniem enerģijas akumulatoriem, varš / misiņš / alumīnijs / nerūsējošais tērauds Štancēšanas daļas un citi elektriskie izstrādājumi Metāla štancēšanas un metināšanas montāža Ķīnā vairāk nekā 18 gadus. Mēs sākām kā neliela darbība, bet tagad esam kļuvuši par vienu no vadošajiem piegādātājiem EV un PV nozarē Ķīnā.

Ja jums ir kādas vajadzības, lūdzu, sazinieties ar mums, un mēs atbildēsim pēc iespējas ātrāk!