Alternatif untuk baterai tradisional bergerak selangkah lebih dekat dengan kenyataan setelah kemajuan menarik dalam teknologi superkapasitor

Cara membuat kipas tanpa listrik & baterai (Juli 2019).

Anonim

Baterai lithium-ion bisa menjadi ancaman setelah pengembangan bahan polimer oleh Universitas Surrey dan Bristol, bersama dengan Superdielectrics Ltd, yang dapat menantang dominasi baterai tradisional ini.

Hanya satu tahun yang lalu, para mitra mengumumkan hasil ilmiah untuk bahan polimer baru yang memiliki sifat dielektrik 1.000 hingga 10.000 kali lebih besar daripada elektrolit yang ada (konduktor listrik). Temuan ilmiah yang memukau ini sekarang telah diubah menjadi demonstrasi teknis skala 'perangkat'.

Peneliti dari universitas mencapai nilai kapasitansi praktis hingga 4F / cm2 pada elektroda foil logam murah yang halus. Superkapasitor yang ada di pasaran biasanya mencapai 0.3F / cm2 tergantung pada elektroda permukaan yang kompleks.

Lebih penting lagi, para peneliti berhasil mencapai hasil 11-20F / cm2 ketika polimer digunakan dengan elektroda stainless-steel yang diperlakukan secara khusus - rincian yang disimpan pribadi menunggu permohonan paten.

Jika nilai-nilai ini kapasitansi dapat dicapai dalam produksi, itu bisa berpotensi melihat supercapacitors mencapai kepadatan energi hingga 180Wh / kg-lebih besar dari baterai lithium ion.

Supercapacitors menyimpan energi menggunakan elektroda dan elektrolit dan keduanya mengisi dan mengirimkan energi dengan cepat - baterai konvensional melakukan tugas yang sama dengan cara yang jauh lebih lambat, lebih berkelanjutan. Superkapasitor memiliki kemampuan untuk mengisi dan membuang dengan cepat selama jumlah siklus yang sangat besar. Namun, karena superkapasitor yang ada memiliki kepadatan energi yang buruk per kilogram (saat ini sekitar seperduapuluh teknologi baterai yang ada), mereka tidak dapat bersaing dengan penyimpanan energi baterai konvensional. Bahkan dengan pembatasan ini, bus supercapacitor sudah digunakan di Cina, tetapi teknologi saat ini berarti bahwa mereka harus berhenti untuk sering diisi ulang (yaitu di hampir setiap halte bus).

Tim ilmuwan telah dapat menguji materi baru dengan dua cara:

  • Dengan menggunakan sel-sel lapisan tunggal kecil dibebankan ke 1, 5 volt selama dua hingga lima menit dan kemudian menjalankan perangkat demonstrasi, termasuk kipas kecil.
  • Dengan menggunakan setumpuk tiga-sel yang dapat diisi dengan cepat hingga lima volt dan mengoperasikan LED.

University of Bristol akan melangkah lebih jauh dengan menghasilkan struktur sel paralel-seri yang rumit di mana baik total kapasitansi dan tegangan operasi dapat dikontrol secara terpisah.

Berdasarkan hasil yang mengesankan ini, Superdielectrics Ltd, perusahaan di balik teknologi ini, sekarang mencari untuk membangun pusat penelitian dan volume produksi yang rendah. Jika berhasil dalam produksi, material tersebut tidak hanya dapat digunakan sebagai baterai untuk perangkat mobile masa depan, tetapi juga dapat digunakan di stasiun pengisian bahan bakar untuk mobil listrik.

Dr. Brendan Howlin, Dosen Senior Kimia Komputasi di University of Surrey, mengatakan: "Hasil ini sangat mengasyikkan dan sulit dipercaya bahwa kita telah sampai sejauh ini dalam waktu yang singkat. Kita bisa berada di awal dari sebuah bab baru dalam teknologi penyimpanan energi listrik berbiaya rendah yang dapat membentuk masa depan industri dan masyarakat selama bertahun-tahun yang akan datang. "

Dr. Donald Highgate, Direktur Penelitian untuk Superdielectrics Ltd dan alumnus Universitas Surrey, mengatakan: "Hasil yang menggembirakan ini sangat memuaskan bagi saya karena mereka membangun karya saya dalam polimer hidrofilik yang telah menjadi bagian utama dari kehidupan profesional saya., dimulai pada akhir 1970-an dengan lensa kontak lunak yang diperpanjang, dan memimpin pada periode 1990 hingga 2009, untuk sel bahan bakar dan elektroliser efisiensi yang luar biasa.

"Pekerjaan saat ini, jika dapat diterjemahkan ke dalam produksi, menjanjikan untuk membuat pengisian cepat yang mungkin untuk kendaraan listrik, serta menawarkan metode biaya rendah yang sangat dibutuhkan untuk menyimpan output sementara dari sistem energi terbarukan. Angin, gelombang dan energi surya tersedia tetapi intermiten dan, tanpa penyimpanan, tidak dapat diandalkan untuk memenuhi kebutuhan energi kita.Pekerjaan baru ini akan mengubah sistem energi yang mendukung seluruh cara hidup kita - itu adalah perkembangan yang diperlukan sebelum kita dan anak-anak kita dapat memiliki pasokan energi yang benar-benar berkelanjutan dan ramah lingkungan. "

Dr. Ian Hamerton, Reader di Polymers dan Composite Materials dari Departemen Teknik Aerospace di Universitas Bristol, berkomentar: "Setelah pengungkapan hasil awal pada konferensi pers pertama hanya 14 bulan lalu, tim telah bekerja keras untuk meningkatkan kemampuan penyimpanan bahan-bahan inovatif ini lebih jauh. Tantangan utama kami sekarang adalah menerjemahkan temuan ilmiah ini ke dalam perangkat yang direkayasa dan membuka potensi revolusioner mereka. "

menu
menu