GreenTech-BG

Българският сайт за зелени технологии

Тънкослойни ултракондензатори

April 23, 2010


Редовните ни читатели знаят, че следим с голям интерес развитието на ултракондензаторите, като една от най-обещаващите технологии за съхранение на енергия. Причината за това е, че ултаркондензаторите могат да се зареждат и разреждат неограничено в сравнение с батериите, въпреки че количеството енергия, която съхраняват е по-скромно. Досега не изглеждаше възможно те да се използват в лаптопи или електрически автомобили /въпреки обещанията на Eestor/.

Но нова разработка на екип от Drexel University във Филаделфия демонстрира, че при използване на техники, взети „назаем“ от производството на чипове, може да се получат тънкослойни въглеродни ултракондензатори, които да съхраняват три пъти повече енергия от традиционните. Макар това количество енергия да е все още под капацитета на батериите, подобни устройства предлагат удобството те да се използват без необходимост от подмяна.

Тънкослойните ултракондензатори могат да се произвеждат директно върху RFID-чипове, или чипове, каквито се използват в дигиталните часовници, и да заемат много по-малко място от конвенционалните батерии. Тънкослойните ултракондензатори могат да се поставят на гърба на соларните клетки в различни портативни устройства или при соларните покривни инсталации, за да съхраняват енергията, генерирана през светлата част на деня и да я отдават през нощта.

Тънкослойните ултракондензатори са лицензирани от стартиращата компания от Филаделфия Y-Carbon.

„Ултракондензаторите са практически вечни и ще надживеят всяко електронно устройство, в което са монтирани, без никога да се наложи да бъдат подменени“ – казва ръководителят на екипа от Drexel University професор Yury Gogotsi.

Докато батериите използват химически реакции за съхраняване и отдаване на енергия, което причинява тяхното постепенно деградиране във времето, ултракондензаторите работят, като пренасят повърхностни заряди. Липсата на електроди им гарантира стотици хиляди цикли „зареждане-разреждане“.

Екипът на Gogotsi използва метод, наречен „chemical vapor deposition“ за създаване на покрития от метални карбиди, като например титаниев карбид, който се нанася върху силициева основа. След това филмът се обработва с хлор, който измества титана и оставя като резултат порьозен въглероден филм.
На мястото на всеки титанов атом остава миниатюрна пора, което прави филма да прилича на молекулна „гъба“ или „сюнгер“.

Така полученият материал, използван в ултракондензатори, въглеродния филм може да „поеме“ голямо количество повърхностен заряд. Екипът от Drexel завършва устройството, като добавя метални електроди, които приемат и отдават повърхностните заряди към и от устройството, и добавят течен електролит, като носител на заряда.  Те са установили, че устройството се представя най-добре при дебелина на въглеродния филм от 50 микрометра.

Самият материал е разработен от екипа преди няколко години, но вчера екипът демонстрира и първото работещо устройство, в който той се използва. Традиционните ултракондензатори се изработват от активиран прахообразен въглен.  Но прахообразният въглерод не може да се ползва за изработване на тънкослойно покритие, тъй като те не се свързват надеждно с повърхностите. Има също така разработени тънкослойни ултракондензатори, които могат да се „отпечатват“ и в които се използват въглеродни нанотръбички. Но според професор Gogotsi устройството, създадено от неговия екип има по-голям капацитет за съхранение на енергия.

Според Gogotsi на теория няма лимит за размера на филма, който може да бъде изработен по техния метод, което би позволило да се ползват върху соларни панели с големина до 9 метра.  Също така поради малката дебелина и температура под 200 градуса по Целзий за производство, новият метод за производство на ултракондензатори може да се използва при производство на гъвкави електронни устройства.

По материали от: technologyreview

Био на автора: Севдалина Пеева:
Публикувам в Greentech-BG от февруари 2008 с фокус зелени технологии и иновативни решения, които ще помогнат да живеем в един по-чист свят.
Теми: Нови материали, съхранение на енергия, тънкослойни ултракондензатори, ултракондензатори

  1. мебели
    23 Apr 10
    11:08 am

    Хм.. много добре. Да видим до къде ще стигне.

  2. Крум
    26 Apr 10
    9:47 pm

    И като всички други кондензатори страдат от много къси времена за саморазряд и 10-50 пъти по-ниска енергиина плътност от батериите.

Добавете коментар

XHTML: You can use these tags: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>