के सुपरकाप्यासिटरहरूले इलेक्ट्रिक सवारीहरूमा ब्याट्रीहरू बदल्न सक्दछन्?

इलेक्ट्रिक कार र हाइब्रिडहरू दृढतापूर्वक आधुनिक मोटर चालकको दिमागमा सवारीको विकासको नयाँ दौरको रूपमा जडिएका छन्। आईसीई-सुसज्जित मोडेलहरूको तुलनामा, यी सवारीहरूको आफ्नै फाइदा र हानिहरू छन्।

फाइदाहरूमा सँधै शान्त आपरेशन, साथै सवारीको बखत प्रदूषणको अभाव समावेश गर्दछ (यद्यपि आज विद्युतीय सवारीका लागि एक ब्याट्री बनाउँदा वातावरण प्रदूषित हुन्छ। एक एकल डिजेल इञ्जिनको सञ्चालनको 30० बर्ष भन्दा बढी)।

विद्युतीय सवारी साधनको मुख्य नुकसान भनेको ब्याट्री चार्ज गर्नु हो। यससँगको सम्बन्धमा, अग्रणी कार निर्माताहरूले ब्याट्रीको आयु कसरी बढाउने र शुल्कको बिचमा मध्यान्तर बढाउनको लागि विभिन्न विकल्पहरू विकास गर्दैछन्। यी विकल्पहरू मध्ये एक सुपरकाप्यासिटरहरूको प्रयोग हो।

लेम्बोर्गिनी सियान - एक नयाँ कार उद्योग को उदाहरण को उपयोग गरेर यो टेक्नोलोजी लाई विचार गर्नुहोस्। यस विकास को लाभ र हानि के हो?

इलेक्ट्रिक वाहन बजार मा नयाँ

जब लेम्बोर्गिनी एक हाइब्रिड बाहिर रोलिंग शुरू हुन्छ, तपाइँ आश्वस्त हुन सक्नुहुन्छ कि यो मात्र टोयोटा Prius को एक अधिक शक्तिशाली संस्करण हुनेछैन।

इटालियन विद्युतीकरण कम्पनीको डेब्यू सियान पहिलो उत्पादन हाइब्रिड कार हो (लिटरियम-आयन ब्याट्रीको सट्टा सुपरकैप्यासिटरहरू प्रयोग गर्ने wh 63 इकाई)।

धेरै भौतिकशास्त्रीहरू र ईन्जिनियरहरू विश्वास गर्छन् कि यी सामूहिक विद्युतीय गतिशीलताको साँचो हो, लिथियम-आयन ब्याट्री होइन। सियानले यीहरू बिजुली भण्डारण गर्न प्रयोग गर्दछ र, आवश्यक परेको बेला, यसलाई आफ्नो सानो इलेक्ट्रिक मोटरमा फिड गर्नुहोस्।

सुपरकाप्यासिटरहरूको फाइदा

सुपरकाप्यासिटरहरूले धेरै आधुनिक ब्याट्रीहरू भन्दा ऊर्जा चार्ज र रिलीज गर्दछ। थप रूपमा, तिनीहरू क्षमता अधिक गुमाएमा अधिक बढी चार्ज र डिस्चार्ज चक्रको सामना गर्न सक्छन्।

सियानको अवस्थामा, सुपरकापेसिटरले २ kil किलोवाटको इलेक्ट्रिक मोटर ड्राइभ गर्दछ जुन गियरबक्समा निर्मित छ। यसले या त additional 25 हर्स पावर .6,5..12-लिटर V785 आन्तरिक दहन इञ्जिनलाई अतिरिक्त बढावा प्रदान गर्न सक्छ, वा पार्कि car जस्ता कम-गति युद्धाभ्यासको समयमा खेल कार आफैंमा ड्राइभ गर्न सक्छ।

चार्जिंग धेरै छिटो छ, यस संकर वाल आउटलेट वा चार्ज स्टेशन मा प्लग गर्न आवश्यक छैन। सुपरपापासिटरहरू हरेक पटक गाडी ब्रेकमा पूर्ण रूपमा चार्ज हुन्छन्। ब्याट्री संकरको ब्रेकिंग उर्जा रिकभरी पनि छ, तर यो ढिलो र केवल आंशिक रूपमा विद्युतीय माइलेज विस्तार गर्न मद्दत गर्दछ।

सुपर क्यापेसिटरसँग अर्को धेरै ठूलो ट्रम्प कार्ड छ: वजन। Lamborghini Sian मा, सम्पूर्ण प्रणाली - इलेक्ट्रिक मोटर र क्यापेसिटर - ले केवल 34 किलोग्राम वजन थप्छ। यस अवस्थामा, शक्ति मा वृद्धि 33,5 अश्वशक्ति छ। तुलनाको लागि, Renault Zoe ब्याट्री एक्लै (१३६ अश्वशक्ति भएको) को तौल लगभग ४०० किलोग्राम छ।

सुपरकाप्यासिटरहरूको हानी

निस्सन्देह, ब्याट्रीहरूको तुलनामा सुपर क्यापेसिटरहरूमा पनि बेफाइदाहरू छन्। समयको साथ, तिनीहरूले धेरै नराम्रो ऊर्जा सङ्कलन गर्छन् - यदि सियानले एक हप्ताको लागि सवारी गरेको छैन भने, क्यापेसिटरमा कुनै ऊर्जा बाँकी छैन। तर यस समस्याको सम्भावित समाधानहरू पनि छन्। Lamborghini ले म्यासाचुसेट्स इन्स्टिच्युट अफ टेक्नोलोजी (MIT) सँग काम गरिरहेको छ सुपर क्यापेसिटरमा आधारित विशुद्ध विद्युतीय मोडेल, प्रसिद्ध Terzo Millenio (Third Millennium) अवधारणा।

bst

वैसे, फक्सवागन समूहको संरक्षणमा रहेको ल्याम्बोर्गिनी यस क्षेत्रमा प्रयोग गर्ने एक मात्र कम्पनी होइन। Peugeot हाइब्रिड मोडेलहरूले वर्षौंदेखि सुपर क्यापेसिटरहरू प्रयोग गर्दै आएका छन्, जस्तै टोयोटा र होन्डाको हाइड्रोजन इन्धन सेल मोडेलहरू। चिनियाँ र कोरियाली उत्पादकहरूले तिनीहरूलाई विद्युतीय बस र ट्रकहरूमा स्थापना गरिरहेका छन्। र गत वर्ष, टेस्लाले म्याक्सवेल इलेक्ट्रोनिक्स किन्यो, संसारको सबैभन्दा ठूलो सुपर क्यापेसिटर निर्माताहरू मध्ये एक, यो निश्चित संकेत हो कि कम्तिमा एलोन मस्क टेक्नोलोजीको भविष्यमा विश्वास गर्दछन्।

सुपरकाप्यासिटरहरू बुझ्ने 7 प्रमुख तथ्यहरू

१ कसरी ब्याट्री कार्य गर्दछ

ब्याट्री टेक्नोलोजी एक चीज हो जुन हामीले लामो समयदेखि लिएको छ कि यसले कसरी काम गर्छ भन्ने बारे सोच नगरीकन। धेरैजसो मानिसहरूले चार्ज गर्दा, हामीले ब्याट्रीमा बिजुली "खन्याउ" गर्छौं, जस्तै पानी गिलासमा।

तर ब्याट्रीले सिधै बिजुली भण्डार गर्दैन, तर दुई इलेक्ट्रोडहरू र तरल पदार्थ (सामान्यतया) तिनीहरूलाई छुट्याउने, जसलाई इलेक्ट्रोलाइट भनिन्छ बीचको रासायनिक प्रतिक्रियाले आवश्यक पर्दा मात्र उत्पादन गर्दछ। यस प्रतिक्रियामा, यसमा भएका रसायनहरू अरूमा परिणत हुन्छन्। यस प्रक्रियामा, बिजुली उत्पादन गरिन्छ। जब तिनीहरू पूर्ण रूपमा रूपान्तरित हुन्छन्, प्रतिक्रिया रोकिन्छ - ब्याट्री डिस्चार्ज हुन्छ।

यद्यपि, रिचार्जेबल ब्याट्रीहरूसँग, प्रतिक्रिया विपरीत दिशामा पनि हुन सक्छ - जब तपाइँ यसलाई चार्ज गर्नुहुन्छ, ऊर्जाले उल्टो प्रक्रिया सुरु गर्दछ, जसले मूल रसायनहरू पुनर्स्थापित गर्दछ। यो सयौं वा हजारौं पटक दोहोर्याउन सकिन्छ, तर अपरिहार्य रूपमा त्यहाँ घाटा छन्। समयको साथमा, परजीवी पदार्थहरू इलेक्ट्रोडहरूमा निर्माण हुन्छन्, त्यसैले ब्याट्री जीवन सीमित हुन्छ (सामान्यतया 3000 देखि 5000 चक्रहरू)।

२ कसरी कप्यासिटरहरूले काम गर्दछन्

कन्डेनसरमा कुनै रासायनिक प्रतिक्रियाहरू हुँदैनन्। सकारात्मक र नकरात्मक शुल्कहरू स्थिर विघुत्‌बाट मात्र उत्पन्न गरिन्छ। कप्यासिटर भित्र दुई चालक धातु प्लेटहरू हुन्छन् जसलाई इन्सुलेट सामग्रीले डाइएलेक्ट्रिक भनिन्छ।

चार्जिंग ऊन स्वेटरमा बल रब्बमा मिल्दोजुल्दो छ कि यो स्थिर बिजुलीको साथ टाँसियो। सकारात्मक र नकरात्मक प्लेटहरू प्लेटहरूमा जम्मा हुन्छन्, र तिनीहरू बीचको विभाजक जसले तिनीहरूलाई सम्पर्कमा आउनबाट रोक्दछ, वास्तवमा उर्जा भण्डारण गर्ने माध्यम हो। क्यापेसिटर चार्ज गर्न सकिन्छ र क्षमता घाटा बिना एक मिलियन पटक डिस्चार्ज पनि गर्न सकिन्छ।

Super सुपरकैप्यासिटरहरू के हुन्?

परम्परागत क्यापेसिटरहरू ऊर्जा भण्डारण गर्न धेरै सानो हुन्छन् - सामान्यतया माइक्रोफेराड्स (लाखौं फराडहरू) मा मापन गरिन्छ। यही कारणले 1950 मा सुपर क्यापेसिटरहरू आविष्कार गरियो। म्याक्सवेल टेक्नोलोजीहरू जस्ता कम्पनीहरूद्वारा निर्मित तिनीहरूको सबैभन्दा ठूलो औद्योगिक भेरियन्टहरूमा, क्षमता धेरै हजार फराडहरूमा पुग्छ, अर्थात्, लिथियम-आयन ब्याट्रीको क्षमताको 10-20%।

Super कसरी सुपरकैप्यासिटरहरूले कार्य गर्दछन्

परम्परागत capacitors को विपरीत, कुनै dielectric छैन। यसको सट्टा, दुई प्लेटहरूलाई इलेक्ट्रोलाइटमा डुबाइन्छ र धेरै पातलो इन्सुलेट तहद्वारा अलग गरिन्छ। यी प्लेटहरूको क्षेत्रफल बढ्दै जाँदा र तिनीहरूबीचको दूरी घट्दै जाँदा सुपर क्यापेसिटरको क्यापेसिटन्स वास्तवमा बढ्छ। सतहको क्षेत्रफल बढाउनको लागि, तिनीहरू हाल कार्बन नानोट्यूबहरू (यति सानो छ कि ती मध्ये 10 बिलियन एक वर्ग सेन्टीमिटरमा फिट हुन्छन्) जस्ता छिद्रपूर्ण सामग्रीले लेपित छन्। विभाजक ग्राफिनको तहको साथ एक मात्र अणु मोटो हुन सक्छ।

भिन्नता बुझ्न, पानीको रूपमा बिजलीको रूपमा सोच्नु उत्तम हो। एक साधारण कप्यासिटर त्यसपछि कागज तौलिया जस्तो हुन सक्छ कि सीमित मात्रामा अवशोषित गर्न सक्दछ। सुपरकैपेसिटर उदाहरणको लागि भान्छाको स्पन्ज हो।

Bat ब्याट्री: पेशेवरहरू र विपक्ष

ब्याट्रीहरूको एउटा महत्त्वपूर्ण फाइदा छ - उच्च ऊर्जा घनत्व, जसले तिनीहरूलाई सानो जलाशयमा अपेक्षाकृत ठूलो मात्रामा ऊर्जा भण्डारण गर्न अनुमति दिन्छ।

यद्यपि, तिनीहरूसँग धेरै बेफाइदाहरू छन् - भारी वजन, सीमित जीवन, ढिलो चार्ज र अपेक्षाकृत ढिलो ऊर्जा रिलीज। थप रूपमा, विषाक्त धातुहरू र अन्य खतरनाक पदार्थहरू तिनीहरूको उत्पादनको लागि प्रयोग गरिन्छ। ब्याट्रीहरू साँघुरो तापक्रम दायरामा मात्र प्रभावकारी हुन्छन्, त्यसैले तिनीहरूलाई प्रायः चिसो वा तताउन आवश्यक हुन्छ, तिनीहरूको उच्च दक्षता घटाउँदै।

Sup सुपरकापासिटरहरू: पेशेवर र विपक्ष

सुपरक्यापेसिटरहरू ब्याट्रीहरू भन्दा धेरै हल्का हुन्छन्, तिनीहरूको आयु अतुलनीय रूपमा लामो हुन्छ, तिनीहरूलाई कुनै पनि खतरनाक पदार्थको आवश्यकता पर्दैन, तिनीहरूले लगभग तुरुन्तै ऊर्जा चार्ज र रिलिज गर्छन्। तिनीहरूसँग लगभग कुनै आन्तरिक प्रतिरोध छैन, तिनीहरूले कार्य गर्न ऊर्जा खपत गर्दैनन् - तिनीहरूको दक्षता 97-98% छ। Supercapacitors -40 देखि +65 डिग्री सेल्सियस सम्म सम्पूर्ण दायरामा महत्त्वपूर्ण विचलन बिना काम गर्दछ।

नोक्सान यो हो कि तिनीहरूले लिथियम-आयन ब्याट्री भन्दा कम ऊर्जा कम भण्डारण गर्दछ।

New नयाँ सामग्री

सब भन्दा उन्नत आधुनिक सुपरकाप्यासिटरहरूले पूर्ण रूपमा इलेक्ट्रिक सवारीहरूमा ब्याट्रीहरू बदल्न सक्दैन। तर धेरै वैज्ञानिकहरू र निजी कम्पनीहरूले तिनीहरूलाई सुधारको लागि काम गरिरहेको छ। उदाहरण को लागी, युके मा, सुपरडिलेक्ट्रिक्सले कन्ट्याक्ट लेन्सको उत्पादनको लागि निर्माण गरिएको सामग्रीसँग काम गरिरहेको छ।

Skeleton Technologies ले कार्बनको allotropic form graphene सँग काम गरिरहेको छ। एक तह एक परमाणु मोटो उच्च-शक्ति इस्पात भन्दा 100 गुणा बलियो छ, र यसको 1 ग्राम मात्र 2000 वर्ग मिटर ढाक्न सक्छ। कम्पनीले परम्परागत डिजेल भ्यानमा ग्राफिन सुपर क्यापेसिटरहरू स्थापना गर्‍यो र ३२% इन्धन बचत हासिल गर्‍यो।

सुपरकैप्यासिटरहरूले पूर्ण रूपमा ब्याट्री प्रतिस्थापन गर्न सक्दैन भन्ने तथ्यको बावजुद, आज यस प्रविधिको विकासमा सकरात्मक प्रवृत्ति रहेको छ।

प्रश्न र उत्तर:

सुपर क्यापेसिटरले कसरी काम गर्छ? यसले उच्च क्षमताको क्यापेसिटरको रूपमा काम गर्दछ। यसमा, इलेक्ट्रोलाइट को ध्रुवीकरण को समयमा स्थिर को कारण बिजुली संचित छ। यद्यपि यो एक इलेक्ट्रोकेमिकल उपकरण हो, कुनै रासायनिक प्रतिक्रिया हुँदैन।

के को लागि एक supercapacitor छ? सुपर क्यापेसिटरहरू ऊर्जा भण्डारण, मोटर सुरु गर्ने, हाइब्रिड सवारी साधनहरूमा छोटो अवधिको प्रवाहको स्रोतको रूपमा प्रयोग गरिन्छ।

विभिन्न प्रकारका ब्याट्रीहरू भन्दा सुपर क्यापेसिटर कसरी फरक हुन्छ? ब्याट्रीले रासायनिक प्रतिक्रिया मार्फत आफैले बिजुली उत्पादन गर्न सक्षम छ। सुपर क्यापेसिटरले मात्र जारी ऊर्जा जम्मा गर्छ।

Supercapacitor कहाँ प्रयोग गरिन्छ? कम क्षमताको क्यापेसिटरहरू फ्ल्याश एकाइहरूमा (पूर्ण रूपमा डिस्चार्ज गरिएको) र कुनै पनि प्रणालीमा प्रयोग गरिन्छ जसमा ठूलो संख्यामा डिस्चार्ज / चार्ज चक्र आवश्यक हुन्छ।