鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1407次 | 2019年05月27日
石墨烯將有助于提高超級(jí)電容器的性能
最近,一種被稱(chēng)為超級(jí)電容的設(shè)備成為了一種很有吸引力的能源存儲(chǔ)形式:它們能在幾秒鐘內(nèi)充電,壽命很長(zhǎng),工作效率接近100%,而且比電池更輕,揮發(fā)性更小。
但它們的儲(chǔ)能能力較低,還存在其他缺點(diǎn),這意味著它們主要用作電動(dòng)汽車(chē)、可再生能源技術(shù)和消費(fèi)設(shè)備等的備用電源。
麻省理工學(xué)院(MIT)的衍生產(chǎn)品FastCAP系統(tǒng)正在開(kāi)發(fā)超級(jí)電容,以及基于超級(jí)電容的系統(tǒng),這些系統(tǒng)能提供更高的能量密度和其他先進(jìn)技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)為各種行業(yè)的設(shè)備開(kāi)辟了新的用途,包括一些在極端環(huán)境下運(yùn)行的設(shè)備。
根據(jù)麻省理工學(xué)院(MIT)的研究,F(xiàn)astCAP的超級(jí)電容存儲(chǔ)的能量是商用超級(jí)電容的10倍,其功率密度是商用超級(jí)電容的10倍。它們也是唯一的商用超級(jí)電容,能夠承受高達(dá)300攝氏度和零下110攝氏度的高溫,使它們能夠承受鉆井和外層空間的條件。
最近,該公司開(kāi)發(fā)了一款aa電池大小的超級(jí)電容,并附帶了更大型號(hào)的額外功能,這樣客戶(hù)就可以把設(shè)備放在超級(jí)電容以前放不下的地方。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
FastCAP成立于2008年,已經(jīng)將其技術(shù)應(yīng)用于石油和天然氣行業(yè),現(xiàn)在的目標(biāo)是特種航天和特種,最終是電動(dòng)、混合動(dòng)力車(chē),甚至燃料電池汽車(chē)。
石墨烯
超級(jí)電容利用電場(chǎng)將離子從正極板和負(fù)極板的表面來(lái)回移動(dòng),而正極板和負(fù)極板通常涂有一種叫做石墨烯的二維材料。離子附著在電極上,并迅速釋放,從而實(shí)現(xiàn)了快速循環(huán),但小的表面積限制了附著離子的數(shù)量,限制了能量存儲(chǔ)。例如,傳統(tǒng)的超級(jí)電容所能儲(chǔ)存的能量只有同等大小鋰離子電池的5%。
垂直排列在電極上的緊密排列的碳納米管陣列提供了更大的表面積。陣列也是均勻的,而多孔材料是不規(guī)則的,離子很難進(jìn)出。垂直排列的納米管陣列看起來(lái)像納米梳子。
在福特-麻省理工聯(lián)盟(Ford-MITAlliance)和麻省理工學(xué)院能源計(jì)劃(MITEnergyInitiative)的資助下,研究人員建造了一個(gè)指甲大小的原型機(jī),它儲(chǔ)存的能量是傳統(tǒng)超級(jí)電容的兩倍,提供的能量是傳統(tǒng)超級(jí)電容的7至15倍。
標(biāo)稱(chēng)電壓:28.8V
標(biāo)稱(chēng)容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
2018年美國(guó)能源部地?zé)峒夹g(shù)項(xiàng)目的撥款,用于開(kāi)發(fā)用于地?zé)峋@探的高溫儲(chǔ)能設(shè)備。地?zé)峋@探時(shí)的溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)現(xiàn)有儲(chǔ)能設(shè)備所能承受的溫度。這些超級(jí)電容還在開(kāi)發(fā)中,已經(jīng)證明其工作溫度在零下5攝氏度到250攝氏度之間。