Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Grafenowe superkondensatory gęstością energii zbliżają się do akumulatorów

exti 21 Wrz 2011 23:38 8896 14
  • Grafenowe superkondensatory gęstością energii zbliżają się do akumulatorówProfesor Jie Tang z japońskiego Narodowego Instytutu Inżynierii Materiałowej wraz z doktorantem Qian Cheng udało się radykalnie zwiększyć gęstość energii w superkondensatorach używanych do przechowywania energii w sposób podobny do akumulatorów.

    Superkondensatory są pod pewnymi względami znacznie lepsze od akumulatorów - można je gwałtownie ładować, dobrze sprawują się w ekstremalnych temperaturach, mają dłuższą żywotność i są bezpieczniejsze. Za to ich podstawową słabością, która dyskwalifikuje je w większości zastosowań jest zbyt mała gęstość energii.

    Być może jednak superkondensatory zaczną wypierać akumulatory dzięki osiągnięciu prof. Tang i jej zespołu. Zaprojektowali oni i stworzyli opartą na grafenie kompozytową strukturę, w której grafen tworzy elektrody kondensatora, natomiast pomiędzy jego warstwami znajdują się nanorurki węglowe (CNT) pełniące zarówno rolę separatorów, jak i "ścieżek przewodzących" umożliwiających adsorpcję większej ilości jonów elektrolitu do powierzchni grafenu. Ta struktura wraz z organicznym elektrolitem pozwoliła naukowcom uzyskać gęstość energii 62,8 Wh/kg i gęstość mocy wyjściowej 58,5 kW/kg. Stosując ciecz jonową (stopioną sól) osiągnęli oni jeszcze większą gęstość energii - 155,6 Wh/kg - porównywalną do akumulatorów Ni-MH.

    Źródło:
    http://www.physorg.com/news/2011-09-high-device-success-capacity.html

  • #2 22 Wrz 2011 03:17
    flubber.trip
    Poziom 27  

    Niezłe perspektywy to kreuje, od telefonów i innych urządzeń mobilnych ładowanych w kilka sekund, po samochody elektryczne "tankowane" podobnie jak dzisiejsze na paliwo ciekłe. Oby tylko ceny ego wynalazku nie były kosmiczne.

  • #3 22 Wrz 2011 08:08
    mikolajdeejay
    Poziom 15  

    Ceny współczesnych baterii też nie powinny być wysokie , a jednak ... Myślę ,że najlepszym wyjściem byłaby standaryzacja montażu i rozmiarów baterii w pojazdach osobowych. Wyeliminowałoby to konieczność ładowania baterii w pojeździe. Samochód podjeżdżałby do punktu ładowania, gdzie odczepiano by pustą baterią, a na jej miejsce umieszczano nową naładowaną. Czas tej operacji mógłby być znacznie krótszy od tankowania paliwa do konwencjonalnego samochodu spalinowego

  • #4 22 Wrz 2011 08:50
    Komar91
    Poziom 18  

    A mnie się wydaje, że to ogromny krok naprzód, bo jeśli by zrobili taki bardzo pojemny "akumulator" to mogli by pozyskiwać energię z wyładowań atmosferycznych, co skutkowało by mniejszym zanieczyszczeniem powietrza związaną z emisją CO2 przez elektrownie węglowe.

  • #5 22 Wrz 2011 10:18
    michal.fita
    Poziom 14  

    flubber.trip napisał:
    Niezłe perspektywy to kreuje, od telefonów i innych urządzeń mobilnych ładowanych w kilka sekund, po samochody elektryczne "tankowane" podobnie jak dzisiejsze na paliwo ciekłe. Oby tylko ceny ego wynalazku nie były kosmiczne.
    Tak, tylko do tego trzeba jeszcze energię elektryczną do stacji tankowania elektronów pociągnąć nadprzewodnikiem. Obecna instalacja nie ma szans wytrzymać prądów przy tak gwałtownych ładowaniach. No chyba, że zakopiemy kondensatory buforujące pod stacją. Ale i tak przewodnik pomiędzy złączami takiego bufora a kondensatorem w aucie będzie musiał być wielkim sztywnym miedzianym klockiem. Jak się nad tym zastanowić, to można by standard styków pod podwoziem zapewnić, pojazd podjeżdżając byłby komputerowo ustawiany, styki z podłoża by się podnosiły, następnie kopnęły kondensator porcją energii. Pytanie co z ciepłem wydzielanym w procesie?

    mikolajdeejay napisał:
    Myślę ,że najlepszym wyjściem byłaby standaryzacja montażu i rozmiarów baterii w pojazdach osobowych. Wyeliminowałoby to konieczność ładowania baterii w pojeździe. Samochód podjeżdżałby do punktu ładowania, gdzie odczepiano by pustą baterią, a na jej miejsce umieszczano nową naładowaną. Czas tej operacji mógłby być znacznie krótszy od tankowania paliwa do konwencjonalnego samochodu spalinowego
    Nie jesteś pierwszy, który to wymyśla, nie potrafię z głowy przytoczyć kto, ale takie rozwiązania już są stosowane. Problemem standaryzacji jest następujący fakt: Wlew paliwa w samochodzie (standard) i zbiornik na to paliwo pochodzą od różnych producentów, ale nie stanowi to problemu bo zmienia się zawartość. Istotna różnica to pojemność.

    Jeżeli zastosujesz wymienne akumulatory/kondensatory, to tak jakbyś zmieniał w samochodzie zbiornik paliwa za każdym podjazdem na stację. Trochę jak z butlami gazowymi do zasilania kuchenek gazowych na wsiach i w małych miastach. Do póki różni producenci nie będą wstanie produkować identycznych pod względem parametrów magazynowania energii akumulatorów, póty taki system nie będzie możliwy. Wyobraź sobie, że podjeżdża gość Lexusem z japońską baterią i dostaje już naładowany akumulator z Taty. Czy jakoś posiadacz Lexusa byłbyś zadowolony? Jako posiadacz Taty jakby Ci wpadł taki z Lexusa na pewno byłbyś uszczęśliwiony :-)

  • #6 22 Wrz 2011 11:13
    kwesoly
    Poziom 15  

    michal.fita napisał:

    Jeżeli zastosujesz wymienne akumulatory/kondensatory, to tak jakbyś zmieniał w samochodzie zbiornik paliwa za każdym podjazdem na stację. Trochę jak z butlami gazowymi do zasilania kuchenek gazowych na wsiach i w małych miastach. Do póki różni producenci nie będą wstanie produkować identycznych pod względem parametrów magazynowania energii akumulatorów, póty taki system nie będzie możliwy. Wyobraź sobie, że podjeżdża gość Lexusem z japońską baterią i dostaje już naładowany akumulator z Taty. Czy jakoś posiadacz Lexusa byłbyś zadowolony? Jako posiadacz Taty jakby Ci wpadł taki z Lexusa na pewno byłbyś uszczęśliwiony :-)


    Wystarczy że wymienne będą pojedyncze "ogniwa" a nie cała bateria, wtedy przy w miarę standardowych ogniwach Lexus miałby ich po prostu 6 razy tyle co Tata ;)

  • #7 22 Wrz 2011 11:53
    Maticool
    Poziom 20  

    Kondensator zbliża się gęstością E do akumulorów - to dobrze, ale nie zapomiajmy że gęstość E akumulatorów i tak jest nadal ok 10x za mała na zastosowania w autach.

  • #8 22 Wrz 2011 11:59
    soundmaxxx
    Poziom 16  

    Według mnie to jedna wielka ściema. O kondensatorach z gęstością upakowania energii porównywalną do akumulatorów było już niejednokrotnie słychać od paru dobrych lat i w końcu gdzie one są ??? Jakoś ich nie widzę w sprzedaży. Dziwne że jakoś wszystko mają w tych laboratoriach, a w życiu codziennym dalej ta sama technologia od X lat.

  • #9 22 Wrz 2011 12:07
    sssso
    Poziom 10  

    soundmaxx: poczytaj o UPS EVER Sinline Evolution. W życiu codziennym pewnie nie uświadczysz jeszcze przez chwilę ze względu na cenę i możliwości "codziennych" producentów.

  • #10 22 Wrz 2011 13:48
    Sabre
    Poziom 18  

    sssso napisał:
    soundmaxx: poczytaj o UPS EVER Sinline Evolution. W życiu codziennym pewnie nie uświadczysz jeszcze przez chwilę ze względu na cenę i możliwości "codziennych" producentów.


    Superkondensatory użyte w tym UPSie robią wrażenie, dokopałem się do prezentacji na ich temat i muszę przyznać, że po przejrzeniu opadła mi już całkowicie szczęka. Nie sądziłem, że superkondensatory są w użyciu prawie wszędzie, od autobusów, tramwajów, samochodów z dieslem, po nawet samoloty. Byłem przekonany, że to są względnie normalne kondensatory, a nie baterie superkondensatorów.

  • #11 22 Wrz 2011 17:50
    badworm
    Poziom 18  

    Komar91 napisał:
    A mnie się wydaje, że to ogromny krok naprzód, bo jeśli by zrobili taki bardzo pojemny "akumulator" to mogli by pozyskiwać energię z wyładowań atmosferycznych, co skutkowało by mniejszym zanieczyszczeniem powietrza związaną z emisją CO2 przez elektrownie węglowe.

    Problemem przy ujarzmianiu piorunów nie jest zbyt mała pojemność istniejących aktualnie akumulatorów. Wyładowań atmosferycznych po prostu nie opłaca się łapać - mają ogromną moc ale ze względu na bardzo krótki czas trwania ich energia jest w sumie niewielka, tak mała że nie warto sobie nimi zawracać głowy. IMO nawet gdyby chcieć złapać pioruna i wcisnąć go do jakiegoś akumulatora bądź kondensatora to problemem będzie ogromne napięcie i stromość przebiegu, powodująca wszędzie dookoła generowanie przepięć.

  • #12 22 Wrz 2011 20:12
    michal.fita
    Poziom 14  

    kwesoly napisał:
    Wystarczy że wymienne będą pojedyncze "ogniwa" a nie cała bateria, wtedy przy w miarę standardowych ogniwach Lexus miałby ich po prostu 6 razy tyle co Tata ;)


    Chyba nie zrozumiałeś aluzji do Lexusa i Taty :D

    Dodano po 6 [minuty]:

    badworm napisał:
    Problemem przy ujarzmianiu piorunów nie jest zbyt mała pojemność istniejących aktualnie akumulatorów. Wyładowań atmosferycznych po prostu nie opłaca się łapać - mają ogromną moc ale ze względu na bardzo krótki czas trwania ich energia jest w sumie niewielka, tak mała że nie warto sobie nimi zawracać głowy. IMO nawet gdyby chcieć złapać pioruna i wcisnąć go do jakiegoś akumulatora bądź kondensatora to problemem będzie ogromne napięcie i stromość przebiegu, powodująca wszędzie dookoła generowanie przepięć.
    Jakoś wszystkie materiały dotyczące energii wyładowań atmosferycznych kojarzą mi się z informacją o bardzo dużych energiach. O ile orientuję się w przypadku prób "łapania" piorunów największym problemem są tzw. wyładowania koronowe.

  • #13 22 Wrz 2011 20:57
    krru
    Poziom 32  

    Gdzie czytałem oszacowanie, że średnia moc piorunów na całej planecie to raptem kilka kW.

  • #14 23 Wrz 2011 02:38
    KJ
    Poziom 31  

    Przeciętne uderzenie pioruna oznacza przepływ ładunku w okolicach 5 kulombów i odpowiada w przybliżeniu 150kWh energii elektrycznej. Oczywiście wiele zależy od warunków ale i tak problemem pozostają prądy rzędu 50 i więcej kA płynące przez pojedyncze mikrosekundy.

  • #15 23 Wrz 2011 15:44
    galart
    Poziom 13  

    Wielokrotnie była mowa o kondensatorach, których gęstość energii zbliża się do tych w ogniwach, jednak postęp nie jest jedynie po stronie kondensatorów. Zobaczcie jak bardzo zmieniały się parametry wszelkiego rodzaju ogniw.