সুপার ক্যাপাসিটারগুলি কি বৈদ্যুতিন গাড়িতে ব্যাটারি প্রতিস্থাপন করতে পারে?

যানবাহনের বিবর্তনে নতুন রাউন্ড হিসাবে বৈদ্যুতিন গাড়ি এবং হাইব্রিডগুলি দৃ motor়ভাবে আধুনিক গাড়িচালকের মনে জড়িত। আইসিই-সজ্জিত মডেলের তুলনায় এই যানগুলির নিজস্ব সুবিধা এবং অসুবিধা রয়েছে।

সুবিধার মধ্যে সর্বদা শান্ত অপারেশন, পাশাপাশি যাত্রার সময় দূষণের অনুপস্থিতি অন্তর্ভুক্ত থাকে (যদিও আজ বৈদ্যুতিন গাড়ির জন্য একটি ব্যাটারি তৈরি করা পরিবেশকে একক ডিজেল ইঞ্জিনের 30 বছরেরও বেশি সময় দূষিত করে)।

বৈদ্যুতিক যানবাহনের প্রধান অসুবিধা হল ব্যাটারি চার্জ করা। এর সাথে সম্পর্কিত, শীর্ষস্থানীয় গাড়ি নির্মাতারা ব্যাটারির আয়ু বাড়ানোর জন্য এবং চার্জের মধ্যে ব্যবধান বাড়ানোর জন্য বিভিন্ন বিকল্প বিকাশ করছে। এই বিকল্পগুলির মধ্যে একটি হ'ল সুপার ক্যাপাসিটারগুলির ব্যবহার।

একটি নতুন গাড়ি শিল্পের উদাহরণ ব্যবহার করে এই প্রযুক্তিটি বিবেচনা করুন - ল্যাম্বোরগিনি সিয়ান। এই উন্নয়নের সুবিধা এবং অসুবিধা কি কি?

বৈদ্যুতিক গাড়ির বাজারে নতুন

যখন ল্যাম্বোরগিনি একটি হাইব্রিড তৈরি করা শুরু করে, আপনি নিশ্চিন্ত থাকতে পারেন যে এটি টয়োটা প্রিয়াসের আরও শক্তিশালী সংস্করণ হবে না।

ইতালীয় বিদ্যুতায়নের সংস্থার আত্মপ্রকাশকারী সিয়ান হ'ল লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির পরিবর্তে সুপার ক্যাপাসিটারগুলি ব্যবহার করার জন্য প্রথম উত্পাদন সংকর গাড়ি (একটি তীব্র 63৩ ইউনিট)।

অনেক পদার্থবিদ এবং ইঞ্জিনিয়াররা বিশ্বাস করেন যে এগুলি বৃহৎ বৈদ্যুতিক গতিশীলতার মূল চাবিকাঠি, লিথিয়াম আয়ন ব্যাটারি নয়। সায়ান এগুলি বিদ্যুৎ সঞ্চয় করতে ব্যবহার করে এবং যখন প্রয়োজন হয়, তখন এটি তার ছোট বৈদ্যুতিক মোটরে খাওয়ান।

সুপার ক্যাপাসিটারগুলির সুবিধা

সুপার ক্যাপাসিটারগুলি বেশিরভাগ আধুনিক ব্যাটারির চেয়ে শক্তি চার্জ করে এবং ছেড়ে দেয়। তদতিরিক্ত, তারা ক্ষমতা না হারিয়ে উল্লেখযোগ্যভাবে আরও বেশি চার্জ এবং স্রাব চক্র সহ্য করতে পারে।

সিয়ানের ক্ষেত্রে, সুপার ক্যাপাসিটার একটি 25 কিলোওয়াট বৈদ্যুতিক মোটর চালিত করে যা গিয়ারবক্সে অন্তর্নির্মিত। এটি হয় 6,5 অশ্বশক্তি 12-লিটারের ভি 785 অভ্যন্তরীণ দহন ইঞ্জিনকে অতিরিক্ত উত্সাহ সরবরাহ করতে পারে বা পার্কিংয়ের মতো স্বল্প গতির কৌশলগুলির সময় স্পোর্টস গাড়িটি নিজেই চালিত করতে পারে।

চার্জিংটি খুব দ্রুত হওয়ায় এই সংকরটিকে প্রাচীরের আউটলেট বা চার্জিং স্টেশনে প্লাগ করার দরকার নেই। প্রত্যেকবার গাড়ির ব্রেকের সময় সুপারক্যাপাসিটারগুলি পুরোপুরি চার্জ করা হয়। ব্যাটারি সংকরগুলিরও ব্রেকিং শক্তি পুনরুদ্ধার রয়েছে, তবে এটি ধীর এবং কেবল আংশিকভাবে বৈদ্যুতিক পরিসীমা প্রসারিত করতে সহায়তা করে।

সুপারক্যাপাসিটরের আরেকটি খুব বড় ট্রাম্প কার্ড রয়েছে: ওজন। Lamborghini Sian-এ, সমগ্র সিস্টেম - বৈদ্যুতিক মোটর এবং ক্যাপাসিটর - ওজনে মাত্র 34 কিলোগ্রাম যোগ করে৷ এই ক্ষেত্রে, শক্তি বৃদ্ধি 33,5 অশ্বশক্তি। তুলনার জন্য, একা Renault Zoe ব্যাটারির (136 হর্স পাওয়ার সহ) ওজন প্রায় 400kg।

সুপারক্যাপাসিটারগুলির অসুবিধা

অবশ্যই, ব্যাটারির তুলনায় সুপারক্যাপাসিটারগুলির অসুবিধাও রয়েছে। সময়ের সাথে সাথে, তারা আরও খারাপ শক্তি সঞ্চয় করে - যদি সিয়ান এক সপ্তাহ ধরে না চড়ে, ক্যাপাসিটরে কোনও শক্তি অবশিষ্ট থাকে না। কিন্তু এই সমস্যার সম্ভাব্য সমাধানও আছে। Lamborghini ম্যাসাচুসেটস ইনস্টিটিউট অফ টেকনোলজি (MIT) এর সাথে কাজ করছে সুপারক্যাপাসিটর, বিখ্যাত টেরজো মিলেনিও (থার্ড মিলেনিয়াম) ধারণার উপর ভিত্তি করে একটি সম্পূর্ণরূপে বৈদ্যুতিক মডেল তৈরি করতে।

বিএসটি

যাইহোক, ল্যাম্বরগিনি, যা ভক্সওয়াগেন গ্রুপের পৃষ্ঠপোষকতায় রয়েছে, এই অঞ্চলে পরীক্ষা করা একমাত্র সংস্থা নয়। টয়োটা এবং হোন্ডার হাইড্রোজেন ফুয়েল সেল মডেলের মতো পিউজিট হাইব্রিড মডেলগুলি বছরের পর বছর ধরে সুপারক্যাপাসিটার ব্যবহার করে আসছে। চীনা এবং কোরিয়ান নির্মাতারা ইলেকট্রিক বাস এবং ট্রাকে এগুলি ইনস্টল করছে। এবং গত বছর, টেসলা বিশ্বের বৃহত্তম সুপারক্যাপাসিটর নির্মাতাদের মধ্যে একটি ম্যাক্সওয়েল ইলেকট্রনিক্স কিনেছে, এটি একটি নিশ্চিত লক্ষণ যে অন্তত এলন মাস্ক প্রযুক্তির ভবিষ্যতে বিশ্বাস করে।

সুপার ক্যাপাসিটারগুলি বোঝার জন্য 7 মূল তথ্য

1 ব্যাটারি কীভাবে কাজ করে

ব্যাটারি প্রযুক্তি হল সেই জিনিসগুলির মধ্যে একটি যা আমরা দীর্ঘদিন ধরে এটি কীভাবে কাজ করে সে সম্পর্কে চিন্তা না করেই গ্রহণ করেছি৷ বেশিরভাগ মানুষ কল্পনা করে যে চার্জ করার সময়, আমরা কেবল একটি গ্লাসে জলের মতো ব্যাটারিতে বিদ্যুৎ "ঢালা" করি।

কিন্তু একটি ব্যাটারি সরাসরি বিদ্যুৎ সঞ্চয় করে না, তবে দুটি ইলেক্ট্রোডের মধ্যে রাসায়নিক বিক্রিয়া এবং একটি তরল (সবচেয়ে বেশি) তাদের আলাদা করে, যাকে ইলেক্ট্রোলাইট বলা হয় শুধুমাত্র প্রয়োজন হলেই এটি উৎপন্ন করে। এই বিক্রিয়ায় এর মধ্যে থাকা রাসায়নিকগুলো অন্যে রূপান্তরিত হয়। এই প্রক্রিয়া চলাকালীন, বিদ্যুৎ উৎপন্ন হয়। যখন তারা সম্পূর্ণরূপে রূপান্তরিত হয়, তখন প্রতিক্রিয়া বন্ধ হয়ে যায় - ব্যাটারিটি ডিসচার্জ হয়।

যাইহোক, রিচার্জেবল ব্যাটারির সাথে, প্রতিক্রিয়া বিপরীত দিকেও ঘটতে পারে - যখন আপনি এটি চার্জ করেন, তখন শক্তি বিপরীত প্রক্রিয়া শুরু করে, যা মূল রাসায়নিকগুলি পুনরুদ্ধার করে। এটি শত শত বা হাজার বার পুনরাবৃত্তি হতে পারে, কিন্তু অনিবার্যভাবে ক্ষতি আছে। সময়ের সাথে সাথে, পরজীবী পদার্থগুলি ইলেক্ট্রোডগুলিতে তৈরি হয়, তাই ব্যাটারির আয়ু সীমিত (সাধারণত 3000 থেকে 5000 চক্র)।

2 ক্যাপাসিটারগুলি কীভাবে কাজ করে

কনডেন্সারে কোনও রাসায়নিক বিক্রিয়া হয় না। ধনাত্মক এবং নেতিবাচক চার্জ এককভাবে স্থির বিদ্যুতের দ্বারা উত্পন্ন হয়। ক্যাপাসিটরের অভ্যন্তরে দুটি পরিবাহী ধাতব প্লেট থাকে যা একটি অন্তরক উপাদান দ্বারা পৃথক হয় যা একটি ডাইলেট্রিক বলে called

চার্জিংটি একটি উলের সোয়েটারে একটি বলটিকে ঘষানোর মতোই অনুরূপ যাতে এটি স্থির বিদ্যুতের সাথে লেগে থাকে। প্লেটগুলিতে ইতিবাচক এবং নেতিবাচক চার্জ জমা হয় এবং তাদের মধ্যে বিভাজক, যা তাদের সংস্পর্শে আসতে বাধা দেয়, প্রকৃতপক্ষে শক্তি সঞ্চয় করার একটি মাধ্যম। ক্যাপাসিটরটিকে ক্ষমতা হারানো ছাড়াই আরও এক মিলিয়ন বার চার্জ করা যায় এবং ছাড় দেওয়া যেতে পারে।

3 সুপার ক্যাপাসিটার কি কি

প্রচলিত ক্যাপাসিটরগুলি শক্তি সঞ্চয় করার জন্য খুব ছোট - সাধারণত মাইক্রোফ্যারাড (মিলিয়ন ফ্যারাড) এ পরিমাপ করা হয়। এই কারণেই 1950 এর দশকে সুপারক্যাপাসিটর আবিষ্কৃত হয়েছিল। ম্যাক্সওয়েল টেকনোলজিসের মতো কোম্পানি দ্বারা নির্মিত তাদের বৃহত্তম শিল্প রূপগুলিতে, ক্ষমতা কয়েক হাজার ফ্যারাডে পৌঁছায়, অর্থাৎ লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির ক্ষমতার 10-20%।

4 সুপার ক্যাপাসিটারগুলি কীভাবে কাজ করে

প্রচলিত ক্যাপাসিটারগুলির বিপরীতে, কোন অস্তরক নেই। পরিবর্তে, দুটি প্লেট একটি ইলেক্ট্রোলাইটে নিমজ্জিত হয় এবং একটি খুব পাতলা অন্তরক স্তর দ্বারা পৃথক করা হয়। সুপারক্যাপাসিটরের ক্যাপাসিট্যান্স প্রকৃতপক্ষে বৃদ্ধি পায় যখন এই প্লেটের ক্ষেত্রফল বৃদ্ধি পায় এবং তাদের মধ্যে দূরত্ব হ্রাস পায়। পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল বাড়ানোর জন্য, তারা বর্তমানে কার্বন ন্যানোটিউবগুলির মতো ছিদ্রযুক্ত পদার্থ দিয়ে প্রলেপিত (এতই ক্ষুদ্র যে তাদের মধ্যে 10 বিলিয়ন এক বর্গ সেমিতে ফিট)। বিভাজকটি গ্রাফিনের একটি স্তরের সাথে কেবল একটি অণু পুরু হতে পারে।

পার্থক্যটি বোঝার জন্য, বিদ্যুতকে জল হিসাবে ভাবা ভাল। একটি সাধারণ ক্যাপাসিটারটি তখন কাগজের তোয়ালের মতো হবে যা সীমিত পরিমাণে শুষে নিতে পারে। সুপার ক্যাপাসিটার উদাহরণের মধ্যে রান্নাঘর স্পঞ্জ।

5 ব্যাটারি: পেশাদার এবং কনস

ব্যাটারিগুলির একটি উল্লেখযোগ্য সুবিধা রয়েছে - উচ্চ শক্তির ঘনত্ব, যা তাদের একটি ছোট জলাধারে অপেক্ষাকৃত বড় পরিমাণে শক্তি সঞ্চয় করতে দেয়।

যাইহোক, তাদের অনেক অসুবিধাও রয়েছে - ভারী ওজন, সীমিত জীবন, ধীর চার্জিং এবং অপেক্ষাকৃত ধীর শক্তি মুক্তি। উপরন্তু, বিষাক্ত ধাতু এবং অন্যান্য বিপজ্জনক পদার্থ তাদের উত্পাদন জন্য ব্যবহার করা হয়। ব্যাটারিগুলি শুধুমাত্র একটি সংকীর্ণ তাপমাত্রা পরিসরে কার্যকরী, তাই তাদের প্রায়শই ঠান্ডা বা উত্তপ্ত করা প্রয়োজন, তাদের উচ্চ কার্যক্ষমতা হ্রাস করে।

Sup টি সুপারক্যাপাসিটার: পেশাদার এবং কনস

সুপারক্যাপাসিটারগুলি ব্যাটারির চেয়ে অনেক হালকা, তাদের জীবন তুলনামূলকভাবে দীর্ঘ, তাদের কোনও বিপজ্জনক পদার্থের প্রয়োজন হয় না, তারা প্রায় তাত্ক্ষণিকভাবে শক্তি চার্জ করে এবং মুক্তি দেয়। যেহেতু তাদের প্রায় কোন অভ্যন্তরীণ প্রতিরোধ নেই, তারা কাজ করার জন্য শক্তি খরচ করে না - তাদের দক্ষতা 97-98%। সুপারক্যাপাসিটরগুলি -40 থেকে +65 ডিগ্রি সেলসিয়াস পর্যন্ত সম্পূর্ণ পরিসরে উল্লেখযোগ্য বিচ্যুতি ছাড়াই কাজ করে।

অসুবিধাটি হ'ল তারা লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে কম শক্তি সঞ্চয় করে।

7 নতুন সামগ্রী

এমনকি সর্বাধিক উন্নত আধুনিক সুপার ক্যাপাসিটর বৈদ্যুতিন যানবাহনে ব্যাটারি পুরোপুরি প্রতিস্থাপন করতে পারে না। তবে অনেক বিজ্ঞানী এবং বেসরকারী সংস্থাগুলি তাদের উন্নতির জন্য কাজ করছে। উদাহরণস্বরূপ, যুক্তরাজ্যে সুপারডিলেক্ট্রিক্স কন্টাক্ট লেন্স তৈরির জন্য মূলত তৈরি একটি উপাদান নিয়ে কাজ করছেন।

স্কেলিটন টেকনোলজিস কার্বনের একটি অ্যালোট্রপিক ফর্ম গ্রাফিন নিয়ে কাজ করছে। একটি স্তর এক পরমাণু পুরু উচ্চ-শক্তি ইস্পাত থেকে 100 গুণ বেশি শক্তিশালী, এবং এর মাত্র 1 গ্রাম 2000 বর্গ মিটার কভার করতে পারে। কোম্পানিটি প্রচলিত ডিজেল ভ্যানে গ্রাফিন সুপারক্যাপাসিটার ইনস্টল করেছে এবং 32% জ্বালানি সাশ্রয় করেছে।

সুপার ক্যাপাসিটররা এখনও ব্যাটারি পুরোপুরি প্রতিস্থাপন করতে পারে না সত্ত্বেও, আজ এই প্রযুক্তির বিকাশে একটি ইতিবাচক প্রবণতা রয়েছে।

প্রশ্ন এবং উত্তর:

কিভাবে একটি সুপারক্যাপাসিটর কাজ করে? এটি উচ্চ-ক্ষমতার ক্যাপাসিটরের মতো একইভাবে কাজ করে। এতে, ইলেক্ট্রোলাইটের মেরুকরণের সময় স্থির কারণে বিদ্যুৎ জমা হয়। যদিও এটি একটি ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল ডিভাইস, কোনো রাসায়নিক বিক্রিয়া ঘটে না।

একটি সুপারক্যাপাসিটর কি জন্য? সুপারক্যাপাসিটরগুলি শক্তি সঞ্চয় করার জন্য, মোটর শুরু করার জন্য, হাইব্রিড যানবাহনে, স্বল্পমেয়াদী কারেন্টের উত্স হিসাবে ব্যবহৃত হয়।

কিভাবে একটি সুপারক্যাপাসিটর বিভিন্ন ধরনের ব্যাটারির থেকে আলাদা? ব্যাটারি রাসায়নিক বিক্রিয়ার মাধ্যমে নিজেই বিদ্যুৎ উৎপাদন করতে সক্ষম। সুপারক্যাপাসিটর শুধুমাত্র নির্গত শক্তি জমা করে।

সুপারক্যাপাসিটর কোথায় ব্যবহার করা হয়? কম ধারণক্ষমতার ক্যাপাসিটারগুলি ফ্ল্যাশ ইউনিটে (পুরোপুরি ডিসচার্জড) এবং যে কোনো সিস্টেমে ব্যবহার করা হয় যাতে প্রচুর পরিমাণে ডিসচার্জ/চার্জ চক্রের প্রয়োজন হয়।