Superkondensator dikarin bataryayên di wesayîtên elektrîkê de biguherînin?

Otomobîlên kehrebayî û hibrîd di hişê gerînendeyê nûjen de wekî dorpêçek nû ya di peresendiya wesayîtan de bi hişkî têne kûr kirin. Dema ku bi modelên ICE-stendî re bên berhevdan, van wesayîtan xwedî avantaj û dezavantajên xwe ne.

Di avantajan de her gav xebata bêdeng, û her weha tunebûna qirêjiya di dema rêwîtiyê de jî heye (her çend îro çêkirina yek pîlê ji bo wesayîta elektrîkê jîngehê ji 30 salan xebitandina motorek dîzelê yekane qirêj dike).

Kêmasiya sereke ya wesayîtên kehrebayî hewceya barkirina pîlê ye. Bi vê ve girêdayî, hilberînerên serekên otomobîlan ji bo ku emrê bataryayê zêde bikin û navberê di navbera tawanan de zêde bikin vebijarkên cûrbecûr pêş dixin. Yek ji van vebijarkan karanîna superkapensîtoran e.

Vê teknolojiyê bi mînaka pîşesaziya gerîdeya nû - Lamborghini Sian bihesibînin. Awantaj û dezawantajên vê pêşketinê çi ne?

Di sûka wesayîta elektrîkê de nû ye

Dema ku Lamborghini dest bi avêtina hîbrîdek dike, hûn dikarin pê ewle bin ku ew ê ne tenê guhertoyek bihêztir a Toyota Prius be.

Sian, yekem şirketa elektrîkê ya Italiantalî, yekem car hilberîna hîbrîd ya hilberandinê ye (63 yekîneyên berbiçav) ku li şûna bataryayên lîtyum-ion superkapensîtorên bikar tîne.

Gelek fîzîknas û endezyar bawer dikin ku ew ji bil bataryayên lîtyum-îonê, mifteya livîna mezin a elektrîkê digirin. Sian vana ji bo depokirina kehrebayê bikar tîne û gava hewce be, wê bi motora xweya piçûk a elektrîkê dide xwarin.

Awantajên superkapensîtoran

Supercapacitor ji pir bataryayên nûjen pir zûtir enerjiyê şarj dikin û berdidin. Wekî din, ew bêyî ku kapasîteya xwe winda bikin, dikarin bi piranî çerxên barkêş û valakirinê li ber xwe bidin.

Di bûyera Sian de, superkapacîtor motorek elektrîkê ya 25 kilovatî ya ku di qutiya gearboxê de hatî çêkirin, diajo. Ew dikare an pêvekeke dîtir pêşkêşî motora şewata navxweyî ya 6,5-lître V12-a 785 korsanî bike, an jî di dema manevrayên leza nizm ên wekî parkkirinê de tirimbêla werzîşê bi serê xwe bike.

Ji ber ku şarjkirin pir bilez e, ne hewce ye ku ev hîbrîd di nav dîwarek dîwar an qereqola şarjê de were girêdan. Supacapacîtoran her ku wesayît dişikîne bi tevahî têne barkirin. Di heman demê de hîbrîdên pîlê jî xwediyê başkirina enerjiya frenê ne, lê ew hêdî ye û tenê bi qismî dibe alîkar ku daraza elektrîkê dirêj bike.

Superkapacitor xwedan qertek din a pir mezin e: giranî. Di Lamborghini Sian de, tevahiya pergalê - motora elektrîkê û kondensator - tenê 34 kîlogram li giraniyê zêde dike. Di vê rewşê de, zêdebûna hêzê 33,5 hesp e. Ji bo berhevdanê, pîlê Renault Zoe tenê (bi 136 hespê hêzê) dora 400 kg giran e.

Dezavantajên superkapensîtoran

Bê guman, supercapacitors jî li gorî bataryayê kêmasiyên xwe hene. Bi demê re, ew enerjiyê pir xirabtir berhev dikin - heke Sian hefteyek siwar nebe, di kondensatorê de enerjî namîne. Lê ji bo vê pirsgirêkê jî çareseriyên gengaz hene. Lamborghini bi Enstîtuya Teknolojiyê ya Massachusetts (MIT) re dixebite ku modelek tenê elektrîkî li ser bingeha supercapacitors, konsepta navdar Terzo Millenio (Hezarsala Sêyemîn) biafirîne.

bst

Bi awayê, Lamborghini, ku di bin banê Koma Volkswagen de ye, ne tenê pargîdanî ye ku di vî warî de ceribandinê dike. Modelên hîbrîd ên Peugeot bi salan superkapacitoran bikar tînin, modelên şaneyên sotemeniya hîdrojenê yên Toyota û Honda jî bi kar tînin. Hilberînerên Çînî û Koreyî wan di otobus û kamyonên elektrîkê de datînin. Û sala borî, Tesla Maxwell Electronics kirî, yek ji mezintirîn çêkerên supercapacitorê li cîhanê, nîşanek piştrast e ku bi kêmî ve Elon Musk bi pêşeroja teknolojiyê bawer dike.

7 rastiyên sereke ji bo têgihîştina superkapandanan

1 Pîl çawa dixebitin

Teknolojiya bataryayê yek ji wan tiştan e ku me ji mêj ve ji xwe re girtiye bêyî ku em bifikirin ka ew çawa dixebite. Pir kes xeyal dikin ku dema şarjê dikin, em tenê elektrîkê "dirijînin" pîlê, mîna avê di şûşek de.

Lê pîlê rasterast elektrîkê hilnagire, lê tenê dema ku hewce bike bi reaksiyona kîmyayî ya di navbera du elektrod û şilekek (bi gelemperî) ku wan ji hev vediqetîne, ku jê re elektrolît tê gotin, çêdike. Di vê reaksiyonê de, kîmyewî di nav wê de veguherîne yên din. Di vê pêvajoyê de elektrîk tê hilberandin. Dema ku ew bi tevahî têne veguheztin, reaksiyonê disekine - pîlê tê daxistin.

Lêbelê, bi bataryayên dakêşbar re, reaksiyon dikare berevajî vê yekê jî çêbibe - gava ku hûn wê bar dikin, enerjî pêvajoya berevajî dest pê dike, ku kîmyewiyên xwerû vedigerîne. Dibe ku ev bi sedan an bi hezaran caran were dubare kirin, lê bê guman windahî hene. Bi demê re, maddeyên parazît li ser elektrodê çêdibin, ji ber vê yekê jiyana bateriyê bi sînor e (bi gelemperî 3000 heya 5000 dewran).

2 Kondensator çawa dixebitin

Bertekên kîmyewî di kondenser de cih nagirin. Barkerên erênî û neyînî bi tenê ji hêla kehrebaya statik ve têne çêkirin. Di hundurê kondensatorê de du lewheyên metal ên rêşker hene ku ji hêla materyalek îzolasyonê ve ku jê re dielektrîk tê veqetandin hene.

Chararj kirin pir dişibihe ku gogek têxe nav şalînek wû, da ku ew bi kehrebaya statîk bimîne. Barkên erênî û neyînî di nav lewheyan de kom dibin, û veqetandera di navbera wan de, ya ku nahêle ew têkevin têkiliyê, di rastiyê de rêgezek hilanîna enerjiyê ye. Kondensator dikare bêyî windakirina kapasîteyê mîlyonek carî jî were barkirin û valakirin.

3 Superkapasîtor çi ne

Kapasîtorên kevneşopî ji bo hilanîna enerjiyê pir piçûk in - bi gelemperî bi mîkrofaradan (bi mîlyonan farad) têne pîvandin. Ji ber vê yekê di salên 1950-an de supercapacitors hatin îcadkirin. Di guhertoyên wan ên pîşesaziyê yên herî mezin de, ku ji hêla pargîdaniyên wekî Maxwell Technologies ve têne çêkirin, kapasîteyê digihîje çend hezar farad, ango 10-20% ji kapasîteya pîlê lîtium-ion.

4 Supêrkapandan çawa dixebitin

Berevajî kondensatorên kevneşopî, dîelektrîk tune. Di şûna wê de, her du lewheyên di elektrolîtek de têne avêtin û bi tebeqek însulasyona pir zirav ji hev têne veqetandin. Kapasîteya supercapacitorek bi rastî her ku qada van lewheyan zêde dibe û dûrahiya di navbera wan de kêm dibe zêde dibe. Ji bo zêdekirina rûberê, ew niha bi materyalên poroz ên wekî nanotubeyên karbonê (ewqas piçûk ku 10 mîlyar ji wan di cmek çargoşe de cih digirin) têne pêçan. Veqetandî dikare tenê molekulek bi qatek grafene qalind be.

Ji bo cûdabûnê fam bikin, çêtirîn e ku hûn elektrîkê wekî avê bifikirin. Kondensatorek sade wê hingê bibe mîna destmalek kaxezî ku dikare miqdarek bi sînor bihebîne. Supercapacitor di mînakê de sponga mitbaxê ye.

5 Pîl: Erênî û Neyînî

Pîl xwedan avantajek girîng e - dendika enerjiyê ya bilind, ku destûrê dide wan ku di depoyek piçûk de mîqdarên enerjiyê yên nisbeten mezin hilînin.

Lêbelê, wan gelek kêmasiyên wan jî hene - giraniya giran, jiyanek tixûbdar, barkirina hêdî û serbestberdana enerjiyê bi hêdî hêdî. Wekî din, metalên jehrîn û madeyên din ên xeternak ji bo hilberîna wan têne bikar anîn. Pîl tenê di navberek germahiya teng de bikêrhatî ne, ji ber vê yekê ew pir caran hewce ne ku bêne sar kirin an germ kirin, ku karbidestiya wan a bilind kêm dike.

6 Supercapacitors: Erênî û Nebaşî

Superkapacitor ji bataryayên pir siviktir in, jiyana wan bê hempa dirêjtir e, ji wan re maddeyên xeternak ne hewce ye, ew enerjiyê hema hema di cih de bar dikin û berdidin. Ji ber ku wan hema hema ti berxwedana hundurîn tune, ew enerjiyê naxwin ku kar bikin - karbidestiya wan 97-98%. Supercapacitors di tevahiya rêzê de ji -40 heta +65 pileyên Celsius bêyî guheztinên girîng dixebitin.

Dezavantaj ev e ku ew ji pîlên lîtyûm-îonê bi awayekî berbiçav kêmtir enerjiyê depo dikin.

7 Naveroka nû

Superkapasîtorên modern ên herî pêşkeftî jî nikarin bi tevahî şûnda bataryayên di wesayîtên elektrîkê de bikin. Lê gelek zanyar û pargîdaniyên taybetî ji bo baştirkirina wan dixebitin. Mînakî, li Keyaniya Yekbûyî, Superdielectrics bi materyalek ku di destpêkê de ji bo hilberîna lensên têkiliyê hatî pêşve xistin dixebite.

Skeleton Technologies bi grafene, rengek alotropîk a karbonê dixebite. Tebeqek yek atomê stûr 100 qatî ji polayê bi hêztir e û tenê 1 gram jê dikare 2000 metre çargoşe bigire. Pargîdanî superkapasîtorên grafene di van mazotê yên konvansiyonel de saz kir û 32% teserûfa sotemeniyê bi dest xist.

Digel vê yekê ku superkapandaner nikarin bi tevahî cîhê bataryayan bigirin, îro di pêşveçûna vê teknolojiyê de meylek erênî heye.

Pirs û bersivan:

Supercapacitor çawa dixebite? Ew bi heman rengî wekî kapasîtorek kapasîteya bilind dixebite. Di wê de, elektrîk ji ber statîkê di dema polarîzasyona elektrolîtê de kom dibe. Her çiqas ew amûrek elektrokîmyayî be jî, tu reaksiyona kîmyayî tê de pêk nayê.

Supercapacitor ji bo çi ye? Supercapacitors ji bo hilanîna enerjiyê, motorên destpêkirinê, di nav wesayîtên hîbrîd de, wekî çavkaniyên herika kurt-kurt têne bikar anîn.

Superkapacitorek ji celebên bataryayê çawa cûda ye? Pîl bi reaksiyona kîmyewî bi serê xwe kare elektrîkê çêbike. Superkapacitor tenê enerjiya ku tê berdan hilîne.

Ionistor li ku tê bikar anîn? Kapasîtorên kêm-kapasîteyê di ronahiyê de (bi tevahî vediqetîne) û di her pergalek ku hewceyê hejmareke mezin ji dewreyên dakêşandinê / barkirinê hewce dike de têne bikar anîn.