Kas ir ultrakondensatori?

Ultrakondensators ir jauns elektroenerģijas uzglabāšanas veids, kas tuvākajā nākotnē aptumšo ķīmiskās baterijas. Tā vietā, lai uzglabātu enerģiju elektroķīmiski, tas uzglabā to elektriskā laukā. Ultrakondensatoriem ir vairākas priekšrocības salīdzinājumā ar parastajiem akumulatoriem, tostarp kalpošanas laiks, kas pārsniedz 10 gadus, izturība pret temperatūras izmaiņām, triecieniem, pārlādēšanu un izlādes efektivitāti. Tiem ir nepieciešama mazāka apkope nekā parastajiem akumulatoriem, un, atbrīvojoties no tiem, tie ir videi draudzīgi, jo tiem trūkst toksisku ķīmisko vielu.

Šīs futūristiskās baterijas ir ražotas kopš 1960. gadiem, taču tikai pēdējā desmitgadē tās ir kļuvušas rentablas izmantošanai elektrības padeves instrumentos, sākot no elektromobiļa līdz specializētiem datoriem. Tie ir populāri “siltuma” lietojumprogrammām, kurās primāro sistēmu kļūmes gadījumā tiek iedarbināta rezerves jauda, ​​radot “nulles dīkstāves” enerģijas shēmas. Tā kā tos nevar pārlādēt, ultrakondensatori ir ideāli piemēroti, lai atgūtu jaudu no tādām lietām kā bremzēšana. Un tos var uzlādēt dažu minūšu laikā. Vienīgais ultrakondensatoru mīnuss ir tas, ka tiem ir jābūt lielākiem par akumulatoriem, lai tiem būtu vienāda uzlāde.

Tomēr, pateicoties nesenajiem sasniegumiem MIT, tas drīz mainīsies. Ultrakondensatora lādiņa daudzums uz svara vienību ir proporcionāls tā iekšējam virsmas laukumam. Lielākā daļa ultrakondensatoru izmanto porainu oglekli, lai uzglabātu lādiņu. Tomēr šis ogleklis nav perfekti porains atomu mērogā, jo tam ir acīmredzami biezāka struktūra. Pētnieki ir parādījuši, ka, izmantojot oglekļa nanocauruļu tīklus, kas ir tikai dažus atomus plati, bet desmitiem tūkstošu atomu gari, var izveidot virsmas laukumu maksimizējošas struktūras, kas ļauj saspiest akumulatora tilpumu pat 25 reizes. Ar nanocaurulēm pildītie ultrakondensatori var pārspēt parastos akumulatorus dažādos enerģijas uzglabāšanas lietojumos.

Ultrakondensatori, ja tie kļūs plaši izplatīti, nozīmētu pirmo nopietno novirzi no parastās elektroķīmisko akumulatoru paradigmas, jo tos izgudroja Volta pirms vairāk nekā 200 gadiem.