Läbimurre energia salvestamises: uued superkondensaatorid

Massachusettsi Tehnoloogiainstituudi (MIT) uue uuringu kohaselt võivad kaks inimkonna ajaloos kõige levinumat materjali, tsement ja tahm (sarnaselt väga peenele puusöele), saada uue odava energiasalvesti põhitooraineks. süsteem.

MIT-i teadlased on leidnud, et need kaks materjali võivad veega kombineerida superkondensaatoreid (patareide asendajaid), mis suudavad salvestada elektrienergiat. Väidetavalt suudab see tehnoloogia säilitada energiavõrgu stabiilsust hoolimata taastuvenergiavarustuse kõikumisest, edendades seeläbi taastuvenergia, näiteks päikese-, tuule- ja loodeteenergia kasutamist.
 

Näiteks väidavad teadlased, et nende superkondensaatorid saab lõppkokkuvõttes integreerida maja betoonvundamendi sisse, kus nad suudavad väga väikese (või ilma) kuluga kogu päeva energiat salvestada ja tagavad siiski kodu jaoks vajaliku konstruktsioonitugevuse. Teadlased näevad ette ka betoontee ehitamist, mis võimaldab sellel teel sõitvatele elektrisõidukitele kontaktivaba laadimist.

Viimased uurimistulemused avaldati hiljuti ajakirjas Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Kondensaator on põhimõtteliselt väga lihtne seade, mis koosneb kahest elektrolüüti sukeldatud juhtivast plaadist, mis on eraldatud membraaniga. Kui kondensaatorile rakendatakse pinget, kogunevad positiivselt laetud ioonid elektrolüüdist negatiivselt laetud plaadile, positiivselt laetud plaadid aga negatiivselt laetud ioone.

Tänu plaatidevahelisele membraanile, mis takistab laetud ioonide migratsiooni, tekitab selline laengute eraldamine plaatide vahele elektrivälja ja kondensaator laetakse. Need kaks tahvlit suudavad seda laadimispaari pikka aega säilitada ja seejärel vajadusel kiiresti pakkuda. Superkondensaator on kondensaator, mis suudab salvestada äärmiselt suuri laengukoguseid.
Elektrienergia hulk, mida kondensaator suudab salvestada, sõltub selle juhtiva plaadi kogupinnast. Meeskonna poolt välja töötatud uue superkondensaatori võti seisneb tsemendipõhiste materjalide tootmismeetodis, millel on äärmiselt suur sisepind tänu nende mahus tihedale ja omavahel ühendatud juhtivate materjalide võrgule.

Täpsemalt saavutasid teadlased selle eesmärgi, pannes betoonisegusse väga juhtivat tahma, tsemendipulbrit ja vett ning lastes sellel tahkuda. Kui vesi reageerib tsemendiga, moodustab see struktuuris loomulikult hargneva võrgustiku ja süsinik migreerub nendesse ruumidesse, moodustades kõvenenud tsemendis lineaarse struktuuri.

Nendel struktuuridel on hargnenud struktuur, suurematest okstest tekivad väiksemad oksad ja nii edasi, moodustades lõpuks väga suure pindala suhteliselt väikeses mahuvahemikus.
Seejärel kastke see materjal standardsesse elektrolüütmaterjali, näiteks kaaliumkloriidi (soola), mis annab laetud osakesed, mis kogunevad süsiniku struktuurile. Teadlased on leidnud, et kaks sellest materjalist elektroodi on eraldatud õhukese ruumi ehk isolatsioonikihiga, moodustades väga võimsa superkondensaatori.

Teadlased märgivad, et tsement ja tahm on kaks materjali, mille ajalugu on vähemalt kaks tuhat aastat. "Kui neid konkreetsel viisil kombineerida, saate juhtiva nanokomposiitmaterjali, mis siis muutub tõeliselt huvitavaks. Pealegi on vajalik süsinikusisaldus väga väike, moodustades vaid 3 protsenti segu mahust, mis võib moodustada läbilaskva materjali. süsinikuvõrk.
Teadlaste sõnul on sellest materjalist valmistatud superkondensaatoritel suur potentsiaal aidata maailmas üle minna taastuvenergiale. Peamised emissioonivaba energiaallikad, nagu tuuleenergia, päikeseenergia ja loodete energia, toodavad kõik oma väljundit erinevatel aegadel, mis on sageli vastuolus elektritarbimise tipptasemega. Seetõttu on elektri salvestamise meetodid hädavajalikud.

Nõudlus suuremahuliste energiasalvestussüsteemide järele on väga suur ning olemasolevad akud on liiga kallid ja sõltuvad peamiselt sellistest materjalidest nagu liitium. Liitiumi pakkumine on piiratud, mistõttu on hädasti vaja odavamaid alternatiive. See on koht, kus meie tehnoloogia on väga paljulubav, sest tsementi on kõikjal, "ütlesid nad.
Uurimisrühm arvutas välja, et 45 kuupmeetri suurusel nanotahmaga legeeritud betoonil (mis vastab ligikaudu 3,5-meetrise läbimõõduga kuubile) oleks piisav võimsus ligikaudu 10-kilovatt-tundi energia salvestamiseks, mida peetakse majapidamise keskmine ööpäevane elektritarbimine. Tänu betooni võimele säilitada oma tugevust suudavad sellele materjalile ehitatud majad päikesepaneelide või tuuleveskite toodetud energia ööpäeva jooksul salvestada ja vajadusel kasutada. Pealegi on superkondensaatorite laadimis- ja tühjenemiskiirus palju kiirem kui akude oma.
Teadlased väidavad ka, et seda tehnoloogiat võib algselt kasutada elektrivõrgust kaugel asuvates isoleeritud kodudes, hoonetes või varjualustes, mis võivad saada toite tsemendi superkondensaatoritega ühendatud päikesepaneelidest.
Nad ütlesid, et süsteem on väga skaleeritav, kuna energia salvestamise maht sõltub otseselt elektroodi mahust. Saate muuta 1 mm paksuse elektroodi 1 m paksuseks elektroodiks ja seda tehes saate põhimõtteliselt laiendada oma energiasalvestusvõimet, alates LED-i mõneks sekundiks süttimisest kuni kogu maja toiteallikani.

Meie ettevõte on keskendunud tippkvaliteediga vasest otsakorkidele, kaitsmeklemmide kontaktidele, (ELEKTRISÕIDUK) EV kilekondensaatori siinile, (päikeseenergia) PV-inverteri siinile, lamineeritud siinile, uute energiaakude alumiiniumist korpustele, vask/messing/alumiinium/roostevaba teras Tembeldamise osad ja muud elektritooted Metalli stantsimine ja keevitamine Hiinas üle 18 aasta. Alustasime väikese ettevõttena, kuid nüüdseks oleme saanud Hiina elektri- ja fotoelektritööstuse üheks juhtivaks tarnijaks.

Kui teil on vajadusi, võtke meiega julgelt ühendust ja me vastame esimesel võimalusel!