Proboj u skladištenju energije: novi super kondenzatori

Prema novoj studiji Massachusetts Institute of Technology (MIT), dva najčešća materijala u ljudskoj istoriji, cement i čađa (slično vrlo finom drvenom ugljenu), mogu postati osnovne sirovine za novo jeftino skladište energije sistem.

Istraživači MIT-a otkrili su da se ova dva materijala mogu kombinirati s vodom kako bi napravili superkondenzatore (zamjene za baterije), koji mogu skladištiti električnu energiju. Rečeno je da ova tehnologija može održati stabilnost u energetskoj mreži uprkos fluktuacijama u opskrbi obnovljivom energijom, čime se promovira korištenje obnovljive energije kao što su solarna energija, energija vjetra i plime i oseke.
 

Na primjer, istraživači kažu da se njihovi superkondenzatori u konačnici mogu integrirati u betonski temelj kuće, gdje mogu skladištiti energiju za cijeli dan uz vrlo male (ili nikakve) troškove i još uvijek osigurati strukturnu čvrstoću potrebnu za dom. Istraživači također predviđaju izgradnju betonske ceste koja može omogućiti beskontaktno punjenje za električna vozila koja se voze ovom cestom.

Najnoviji rezultati istraživanja nedavno su objavljeni u Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Kondenzator je u principu vrlo jednostavan uređaj, koji se sastoji od dvije provodljive ploče uronjene u elektrolit i odvojene membranom. Kada se napon dovede na kondenzator, pozitivno nabijeni ioni iz elektrolita akumuliraju se na negativno nabijenoj ploči, dok pozitivno nabijene ploče akumuliraju negativno nabijene ione.

Zbog membrane između ploča koja sprječava migraciju nabijenih jona, ovo razdvajanje naboja stvara električno polje između ploča, a kondenzator se nabija. Ove dvije ploče mogu održavati ovaj par punjenja tokom dužeg vremenskog perioda, a zatim ih vrlo brzo osigurati kada je to potrebno. Superkondenzator je kondenzator koji može pohraniti izuzetno velike količine naboja.
Količina električne energije koju kondenzator može pohraniti ovisi o ukupnoj površini njegove vodljive ploče. Ključ za novi superkondenzator koji je razvio tim leži u metodi proizvodnje materijala na bazi cementa, koji imaju izuzetno veliku unutrašnju površinu zbog svoje guste i međusobno povezane mreže provodnih materijala unutar svog volumena.

Konkretno, istraživači su postigli ovaj cilj postavljanjem visoko provodljive čađe, cementnog praha i vode u betonsku smjesu i omogućili joj da se stvrdne. Kada voda reaguje s cementom, ona prirodno formira mrežu grananja u strukturi, a ugljik migrira u ove prostore, formirajući linearnu strukturu u stvrdnutom cementu.

Ove strukture imaju račvastu strukturu, sa većim granama koje stvaraju manje grane, i tako dalje, formirajući na kraju veoma veliku površinu unutar relativno malog opsega zapremine.
Zatim uronite ovaj materijal u standardni materijal elektrolita, kao što je kalijev hlorid (sol), koji daje nabijene čestice koje se akumuliraju na strukturi ugljika. Istraživači su otkrili da su dvije elektrode napravljene od ovog materijala odvojene tankim prostorom ili izolacijskim slojem, tvoreći vrlo moćan superkondenzator.

Istraživači ističu da su cement i čađa dva materijala s istorijom od najmanje dvije hiljade godina. "Kada ih kombinujete na specifičan način, dobijate provodljivi nanokompozitni materijal, kada stvari postaju zaista zanimljive. Štaviše, potreban sadržaj ugljika je vrlo mali, čini samo 3 posto zapremine mješavine, što može formirati propusni ugljenična mreža.
Istraživači kažu da superkondenzatori napravljeni od ovog materijala imaju veliki potencijal da pomognu svijetu da pređe na obnovljivu energiju. Glavni izvori neemisione energije, kao što su energija vjetra, sunčeva energija i energija plime i oseke, svi generiraju svoj izlaz u promjenjivim vremenima, što često nije u skladu s vrhuncem korištenja električne energije. Stoga su metode skladištenja električne energije neophodne.

Potražnja za velikim sistemima za skladištenje energije je veoma velika, a postojeće baterije su preskupe i uglavnom se oslanjaju na materijale kao što je litijum. Opskrba litijem je ograničena, pa postoji hitna potreba za jeftinijim alternativama. Tu je naša tehnologija vrlo obećavajuća, jer je cement posvuda”, rekli su.
Istraživački tim je izračunao da bi nano beton dopiran čađom veličine 45 kubnih metara (ekvivalent kocki prečnika od približno 3,5 metara) imao dovoljan kapacitet da pohrani približno 10-kilovat sati energije, što se smatra prosječna dnevna potrošnja električne energije u domaćinstvu. Zbog sposobnosti betona da održi svoju čvrstoću, kuće izgrađene na ovom materijalu mogu pohraniti energiju koju generiraju solarni paneli ili vjetrenjače za jedan dan i koristiti po potrebi. Štaviše, brzina punjenja i pražnjenja superkondenzatora je mnogo veća od brzine baterija.
Istraživači također kažu da početna upotreba ove tehnologije može biti u izoliranim kućama, zgradama ili skloništima udaljenim od električne mreže, koja se može napajati solarnim panelima povezanim sa cementnim superkondenzatorima.
Rekli su da je sistem vrlo skalabilan jer je kapacitet skladištenja energije direktna funkcija zapremine elektrode. Možete pretvoriti elektrodu debljine 1 mm u elektrodu debljine 1 m, i na taj način možete u osnovi proširiti svoj kapacitet skladištenja energije, od paljenja LED-a na nekoliko sekundi do napajanja cijele kuće.

Naša kompanija je fokusirana na vrhunsku bakrenu završnu kapicu, kontakte na terminalima osigurača, (ELEKTRIČNO VOZILO) EV film kondenzatorsku sabirnicu, (SOLARNA ENERGIJA) PV invertersku sabirnicu, laminiranu sabirnicu, aluminijumska kućišta za nove energetske baterije, bakar/mesing/aluminijum/nerđajući čelik Dijelovi za štancanje i drugi električni proizvodi Štancanje i zavarivanje metala više od 18 godina u Kini. Počeli smo kao mala kompanija, ali sada smo postali jedan od vodećih dobavljača u EV i PV industriji u Kini.

Ako imate bilo kakve potrebe, slobodno nas kontaktirajte i mi ćemo odgovoriti u najkraćem mogućem roku!