บล็อก เกี่ยวกับ ซุปเปอร์คอนเดเซเตอร์ ท้าทายแบตเตอรี่ในอนาคตในการเก็บพลังงาน

ลองจินตนาการว่าคุณกําลังขับรถไฟฟ้าบนทางด่วน เมื่อคุณต้องเร่งทันที เพื่อผ่านรถอีกคันหรือจินตนาการตัวเองในพื้นที่ห่างไกล ที่ระบบพลังงานแสงอาทิตย์ของคุณ ต้องส่งพลังงานอย่างมหาศาลสิ่งที่คุณต้องการมากที่สุดในสถานการณ์เหล่านี้: การไหลเวียนพลังงานที่ต่อเนื่องหรือการระเบิดของพลังงานซุปเปอร์คอนเดซเตอร์หรือแบตเตอรี่สามารถตอบสนองความต้องการพลังงานที่เพิ่มขึ้นได้ดีกว่า?

ตลอดหลายทศวรรษ แบตเตอรี่ได้รับการนําเสนอ อิเล็กทรอนิกส์พกพาและรถไฟฟ้าซุปเปอร์คอนเดเซเซเตอร์กําลังปรากฏขึ้นในขณะนี้เป็นคู่แข่งที่จริงจังที่มีข้อดีเด่นอะไรคือความแตกต่างของเทคโนโลยีเหล่านี้ และมันอาจสร้างอนาคตพลังงานของเราได้อย่างไร

แบตเตอรี่สร้างขึ้นจากคาโทด, อโนด และเอเลคโทรลิต, มันสร้างกระแสเมื่อเชื่อมต่อกับวงจรเมื่ออิเล็กตรอนและไอออนไหลระหว่างองค์ประกอบความจุของพวกมันขึ้นอยู่กับความแตกต่างของพลังงานเคมีของวัสดุไฟฟ้าและปริมาณของสารปฏิกิริยา.

ซุปเปอร์คอนเดซเตอร์ใช้การเก็บพลังงานทางกายภาพผ่านสนามไฟฟ้าสติกสร้างชั้นที่มีการชาร์จแยกกันด้วยรั้วแยก ultra-thin (Helmholtz layer)การใช้แรงดันสะสมชาร์จในชั้นเหล่านี้เพื่อการเก็บรักษา ขณะที่การเชื่อมต่อวงจรทําให้การปล่อยเร็ว

ระยะเวลาการใช้งาน:ซุปเปอร์คอนเดซเตอร์มีประสิทธิภาพสูงกว่าอย่างน่าทึ่ง ทนได้หลายล้านวงจร โดยยังคงความจุเริ่มต้นมากกว่า 50%แบตเตอรี่ลิทธิียมไอออนลดลงด้วยการเปลี่ยนแปลงทางเคมี เช่น การสร้างอินเตอร์เฟซเอเล็กทรอลิตแข็ง (SEI).

ระยะอุณหภูมิซุปเปอร์คอนเดซิเตอร์ทํางานได้อย่างน่าเชื่อถือจาก -40 °C ถึง 85 °C ส่วนแบตเตอรี่ลิทธิียมไอออนทํางานได้ดีที่สุดระหว่าง -20 °C และ 40 °C โดยมีความเสี่ยงของการหลบหนีจากความร้อนที่สุด

ความหนาแน่นของพลังงาน:แบตเตอรี่นําอย่างมาก (650 Wh / L สําหรับไอออนลิเดียม VS ~ 10 Wh / L สําหรับ supercapacitors) ทําให้พวกเขาเป็นที่ชอบสําหรับการใช้งานระยะไกล

ความหนาแน่นของพลังงาน:ซุปเปอร์คอนเดซเตอร์ชาร์จ/ปล่อยในวินาที เมื่อเทียบกับชั่วโมงสําหรับแบตเตอรี่ แต่มีอัตราการปล่อยตัวเองที่สูงกว่า (30% ต่อเดือน VS 10%)

ประสิทธิภาพ:ซุปเปอร์คอนเดซเตอร์สามารถสร้างประสิทธิภาพในการเดินทางไปกลับได้มากกว่า 98% เมื่อเทียบกับประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ที่ต่ํากว่า 90%

การขนส่ง:ขณะที่แบตเตอรี่ให้พลังงานกับรถไฟฟ้าส่วนใหญ่ ซุปเปอร์คอนเดเซเตอร์โด่งดังในระบบเบรคเกอร์เรเจเรตฟรี ตั้งแต่ปี 2006 รถบัสไฮบริดของจีนได้ใช้ซุปเปอร์คอนเดเซเตอร์เพื่อลดความขึ้นอยู่กับแบตเตอรี่ขณะที่โตโยต้าและเปจโยต์นํามันไปใช้ในรถคอนเซปต์.

พลังงานที่เกิดใหม่แบตเตอรี่เก็บพลังงานลม / แสงอาทิตย์ที่หยุดยั้ง ส่วนซุปเปอร์คอนเดเซเตอร์ทําให้ความดันปรับปรุงมั่นคง ส่งพลังงานสํารองให้กับเครื่องปั่นทอร์บีน และสนับสนุนการเก็บพลังงานในไมโครกรีด

อิเล็กทรอนิกส์ผู้ใช้:ถึงแม้ว่าแบตเตอรี่จะครองอํานาจ แต่นวัตกรรมใหม่ๆ เช่น เครื่องพัด skru ที่ใช้พลังงาน supercapacitor ของ BluCave (การชาร์จ 60 วินาที) ได้แสดงให้เห็นถึงทางเลือกใหม่ๆ ที่กําลังเกิดขึ้น

การผลิตแบตเตอรี่ขึ้นอยู่กับวัสดุที่หายากและมักเป็นพิษ (ลิเดียม, โคบาลท์, นิเคิล) กับกระบวนการการสกัดที่ทําลายสิ่งแวดล้อม การกําจัดที่ไม่ถูกต้องอาจทําให้ดิน / น้ําปนเปื้อน

ซุปเปอร์คอนเดเซเซเตอร์มักใช้วัสดุที่ยั่งยืน เช่น ถ่านหินกระตุ้นที่มาจากชีวพืช และส่วนประกอบที่ง่ายดายกว่าที่อํานวยความสะดวกในการรีไซเคิล ซึ่งมีข้อดีต่อสิ่งแวดล้อมที่ชัดเจนกว่า

แบตเตอรี่ปัจจุบันครองตลาดเก็บพลังงาน เนื่องจากพื้นฐานที่สร้างขึ้นและความหนาแน่นของพลังงานที่สูงขึ้น แต่การวิจัยที่กําลังดําเนินการในเรื่องของซุปเปอร์คอนเดซิเตอร์ มีเป้าหมายที่จะปรับปรุงความจุและลดต้นทุน

อนาคตอาจเกี่ยวข้องกับระบบไฮบริด ที่รวมความทนทานของแบตเตอรี่ กับการกระจายพลังงานของซูเปอร์คอนเดเซเตอร์การบูรณาการดังกล่าวสามารถเพิ่มความเร่งของ EV และการฟื้นฟูพลังงานในขณะที่ยืดอายุของแบตเตอรี่, มีผลประโยชน์คล้ายกันสําหรับความมั่นคงและความน่าเชื่อถือของระบบเก็บข้อมูล