A felületközvetített akkumulátorral az elektromos jármű töltési ideje csak néhány percre tehető

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Portable Power Station supplementum

Hasonlítsa össze a szuperkondenzátorokat és az akkumulátorokat, amint azt a három különböző elektródavastagságú, nagy teljesítménysűrűségű és nagy energiasűrűségű felületközvetített akkumulátor mutatja. Forrás: Hol van az American Chemistry Society, ez olyan, mint egy áttörés az akkumulátortechnológiában, de ez nem akkumulátor. Nanotekinstruments, Inc.

és leányvállalatai, az Angstronmaterials, Inc. Az Ohton által kifejlesztett Új specifikáció, energiatároló berendezések tervezésére szolgál, az elektródában lévő nagyszámú lítium-ion gyors ingadozásától függően ez az elektróda nagy grafénfelülettel rendelkezik. Ez az energiatároló eszköz nagyon hasznosnak bizonyulhat az elektromos járművekben, amely csökkentheti a töltési időt, amely kevesebb, mint egy percről lerövidül az órákhoz képest.

Egyéb alkalmazások közé tartozhatnak a megújuló energia tárolása (pl. nap- és szélenergia tárolása) és az intelligens hálózatok. A kutatók elmondták, hogy ez az új eszköz egy lítium-ioncserélő akkumulátor a grafén felületi funkciójához, vagy egyszerűbben, felületközvetített akkumulátor (SMCS: Surface-Mediatedcells). Bár a jelenlegi berendezések bontatlan anyagokat és szerkezeteket használnak, már meghaladhatják a lítium-ion akkumulátorokat és szuperkondenzátorokat.

Ez az új készülék kilowattonként 100 kilowatttot képes szolgáltatni, ami 100-szor nagyobb, mint a kereskedelmi forgalomban kapható lítium-ion akkumulátorok, és 10-szer nagyobb, mint a szuperkondenzátorok. Minél nagyobb a teljesítménysűrűség, annál gyorsabb az energiaátviteli sebesség (gyorsabb töltési sebességet eredményezhet). Ezen túlmenően ez az új akkumulátor 160 watt/kg akkumulátor energiasűrűséget képes tárolni, ami összemérhető a kereskedelmi forgalomba hozott lítium-ion akkumulátorral, 30-szor nagyobb, mint a hagyományos szuperkondenzátor.

Minél nagyobb az energiasűrűség, annál több energia tárolható, annál több energia tárolódik (elektromos járművek hosszabb futásteljesítménye esetén). Ha azonos a berendezés súlya, akkor a jelenlegi felületközvetített akkumulátor és lítium-ion akkumulátorok használhatók elektromos járművekhez, és a Nano Instrument és az Angerstron Materials Company alapítója, Jiang Bauz (Borz.jang) Közös alapítója, Jiang Bauz (Borz.jang) Állítólag a felületközvetített akkumulátorunk hasonló a jelenlegi lítium-ion akkumulátorhoz, tovább növelheti az energiasűrűséget, így az útvonal is javíthatja az útvonalat.

A felületközvetített akkumulátorok azonban elvileg néhány perc alatt (nem lehet kevesebb egy percnél), nem órák alatt feltölthetők, akárcsak az elektromos járművekben használt lítium-ion akkumulátor. Jiang Bauldz és partnere a Nanotechnology Instrument Co., Ltd.-nél.

és az Angersmia Material Company közzétette ezt a tanulmányt, amely a következő generációs energiatároló berendezésekről szól, és a legújabb "Nano Express"-ben (Nanoletters) jelent meg. Mindkét cég nanoanyagok kereskedelmi forgalomba hozatalára szakosodott, az Angerstrong a világ legnagyobb nanogránit (NGPS: Nanographeneplatelets) gyártója. Ahogy a kutatók kutatásaik során kifejtik, megvannak a saját erősségeik és gyengeségeik az energiatárolásnak, az akkumulátoroknak és a szuperkondenzátoroknak.

Bár a lítium-ion akkumulátorok energiasűrűsége (120-150 watt / kg) sokkal nagyobb, mint a szuperkondenzátoré (5 watt / kg), ennek az akkumulátornak alacsony a teljesítménysűrűsége (1 kW / kg akkumulátor) , Hasonlítsa össze a 10 kW / kg akkumulátorral. Számos kutatócsoport tett erőfeszítéseket a lítium-ion akkumulátor teljesítménysűrűségének növelésére, a szuperkondenzátor energiasűrűségének javítására, de ez a két terület még mindig komoly kihívásokat jelent. Mivel egy új keretet szállítanak, energiatároló eszközökhöz is használható, így ez a felületközvetített akkumulátor lehetővé teszi a kutatóknak, hogy megkerüljék ezeket a kihívásokat.

Fejlessze ki ezt az új energiatároló eszközt, csökkentve a különbséget a lítium-ion akkumulátor és a szuperkondenzátor teljesítménye között – mondta Jiang Bauz. Ennél is fontosabb, hogy az energiatároló eszközök gyártásának ez az alapvetően új kerete, amely lehetővé teszi a kutatók számára, hogy nagy energiasűrűséget, de ugyanakkor nagy teljesítménysűrűséget is elérjenek anélkül, hogy feláldoznák egymást. A felületközvetített akkumulátorelektróda nagy felülettel rendelkezik, így a nagy mennyiségű ion gyorsan áthalad, gyors töltési időt biztosítva.

Forrás: Az American Chemistry felületközvetített akkumulátor-teljesítményének kulcsa a katód és az anód nagyon nagy grafénfelületet tartalmaz. Az akkumulátorok gyártásakor a kutatók lítiumfémet (részecskék vagy fémfólia formájában) helyeznek az anódba. Az első kisütési ciklusban a lítium ionizálódik, a lítium ionok száma többet hozott, mint a lítium-ion akkumulátorban.

Amikor az akkumulátort használják, ezek az ionok a folyékony elektroliton keresztül a katódra vándorolnak, a katód pórusaiba, hogy elérjék a katód nagy grafénfelületét. A töltési folyamat során nagy mennyiségű lítium-ion fluxus gyorsan vándorol a katódról az anódra. Nagyon nagy elektróda felület, így nagy mennyiségű ion gyorsan ingadozik, nagy teljesítmény és energiasűrűség.

A kutatók elmagyarázták, hogy a porózus elektróda felülete (nem pedig a blokkelektródában, mint az akkumulátorban lévő akkumulátor) nem igényel időigényes behelyezési folyamatot. Ennek során az elektródák közé lítium-ionokat kell behelyezni, ami fontos akkumulátor töltési időt jelent. Ebben a tanulmányban, bár a kutatók nagyszámú különböző típusú grafitot használtak, különböző típusú grafént (oxidált, redukált egyrétegű és többrétegű grafént) készítettek, de ezeket az anyagokat és konfigurációkat tovább elemezték az eszköz optimalizálása érdekében.

Egyrészt a kutatók azt tervezik, hogy tovább tanulmányozzák ennek az akkumulátornak az élettartamát. Egyelőre azt találták, hogy ezek az eszközök 1000 ciklus után képesek megtartani a 95%-os kapacitást, még 2000 ciklus után is, még mindig nincs dendrit jele. A kutatók azt is tervezik, hogy megvitassák a különböző lítiumtároló mechanizmusokat a berendezés teljesítményéhez képest.

Becsléseink szerint a felületközvetített akkumulátor technológia kereskedelmi forgalomba hozatalának nem lesz nagy akadálya – mondta Jiang Bauz. Bár a jelenlegi grafént magas áron adják, az Angerstron Materials Company aktívan bővíti a grafén gyártási erejét. Várhatóan a következő 1-3 évben a grafit előállítási költsége jelentősen csökkenni fog.