ウルトラキャパシターとは何ですか？

ウルトラキャパシターは、近い将来に化学電池を凌ぐ電気エネルギーを貯蔵する新しい方法です。 電気エネルギーを電気化学的に保存する代わりに、電界に保存します。 ウルトラキャパシターには、10年以上の寿命、温度変化への耐性、衝撃、過充電、放電効率など、従来のバッテリーに比べて複数の利点があります。 それらは、従来のバッテリーよりもメンテナンスが少なく、有毒な化学物質がないため、廃棄時に環境に優しいです。

これらの未来的なバッテリーは1960年代から作られていますが、電気自動車から特殊なコンピューターに至るまで、電気を大量に消費するツールで使用するためのコスト効率が向上したのは過去10年だけです。 これらは、「ブリッジング」アプリケーションで人気があり、プライマリシステムに障害が発生するとバックアップ電源が作動し、「ゼロダウンタイム」電源スキームが生成されます。 過充電することはできないため、ウルトラキャパシターはブレーキングなどから電力を回収するのに最適です。 そして、数分で充電できます。 ウルトラキャパシターの唯一の欠点は、同じ電荷を共有するためにバッテリーよりも大きくする必要があることです。

ただし、MITの最近の進歩のおかげで、これはまもなく変更されます。 ウルトラキャパシターが保持できる単位重量あたりの電荷量は、その内部表面積に比例します。 ほとんどのウルトラキャパシタは、多孔質カーボンを使用して電荷を蓄積します。 ただし、この炭素は原子スケールでは完全に多孔質ではなく、より明らかに分厚い構造を持っています。 研究者は、幅数原子から数万原子の長さのカーボンナノチューブのネットワークを使用することで、表面積を最大化する構造が構築され、バッテリー容量を25倍以上圧縮できることを示しました。 ナノチューブ充填ウルトラキャパシターは、さまざまな電力貯蔵アプリケーションで従来のバッテリーを上回る可能性があります。

ウルトラキャパシタが普及すれば、200年以上前にボルタによって発明されて以来、電気化学電池の従来のパラダイムからの最初の重大な逸脱を意味します。