Co to są Ultracapacitors?
Ultrakondensator to nowy sposób przechowywania energii elektrycznej, który w niedalekiej przyszłości zaćmi baterie chemiczne. Zamiast magazynować energię elektrochemicznie, magazynuje ją w polu elektrycznym. Ultrakondensatory mają wiele zalet w porównaniu z konwencjonalnymi akumulatorami, w tym żywotność ponad 10 lat, odporność na zmiany temperatury, wstrząsy, przeładowanie i wydajność rozładowywania. Wymagają mniej konserwacji niż konwencjonalne akumulatory i są przyjazne dla środowiska, gdy są usuwane, ponieważ nie zawierają toksycznych chemikaliów.
Te futurystyczne akumulatory są wytwarzane od lat 60. XX wieku, ale dopiero w ostatniej dekadzie stały się opłacalne do stosowania w żmudnych elektronarzędziach od samochodu elektrycznego po specjalistyczne komputery. Są popularne w aplikacjach „pomostowych”, w których zasilanie rezerwowe włącza się, gdy zawodzą podstawowe systemy, wytwarzając schematy zasilania „zero przestojów”. Ponieważ nie można ich przeładować, ultrakondensatory idealnie nadają się do odzyskiwania energii z rzeczy takich jak hamowanie. Można je naładować w kilka minut. Jedynym minusem ultrakondensatorów jest to, że muszą być większe niż akumulatory, aby dzielić ten sam ładunek.
Jednak dzięki najnowszym osiągnięciom w MIT wkrótce to się zmieni. Ilość ładunku, jaki może utrzymać ultrakondensator, na jednostkę masy, jest proporcjonalna do jego wewnętrznej powierzchni. Większość ultrakondensatorów wykorzystuje porowaty węgiel do przechowywania ładunku. Węgiel ten jednak nie jest idealnie porowaty w skali atomowej, gdzie ma bardziej wyraźnie masywną strukturę. Naukowcy wykazali, że przy użyciu sieci nanorurek węglowych, które mają tylko kilka atomów szerokości, ale dziesiątki tysięcy atomów, można zbudować struktury maksymalizujące powierzchnię, które pozwalają na kompresję objętości baterii nawet 25 razy. Ultrakondensatory wypełnione nanorurkami mogą przewyższać konwencjonalne akumulatory w różnych zastosowaniach do magazynowania energii.
Ultrakondensatory, jeśli staną się powszechne, oznaczałyby pierwsze poważne odejście od konwencjonalnego paradygmatu baterii elektrochemicznych od czasu ich wynalezienia przez Voltę ponad 200 lat temu.