يمكن للمكثفات الفائقة المخادعة أن تسرع ثورة السيارة الكهربائية

توجد بطاريات ومكثفات فائقة. كلاهما يفعل نفس الشيء - تخزين الطاقة الكهربائية. تشحن البطاريات ببطء نسبيًا وتفريغها ببطء. يتم شحن المكثفات الفائقة بسرعة وتفريغها بسرعة. البطاريات قادرة على تخزين كميات كبيرة من الطاقة ، والمكثفات الفائقة هي الأفضل لتخزين كميات أقل من الطاقة. خلاصة القول هي أن البطاريات تقوم ببعض الأشياء بشكل أفضل من المكثفات الفائقة والمكثفات الفائقة تفعل بعض الأشياء بشكل أفضل من البطاريات.

في السنوات القادمة ، قد تحل الأغطية الفائقة ، كما هو معروف ، محل بطاريات الرصاص الحمضية المستخدمة حاليًا بواسطة جميع السيارات الكهربائية لتخزين الطاقة للوظائف الروتينية مثل أقفال الأبواب ، وتوفير الإضاءة الداخلية ، وما إلى ذلك. قد يسمحون أيضًا لمصنعي السيارات الكهربائية باستخدامها للقيام بالأشياء التي يقومون بها على أفضل وجه - الشحن والتفريغ بسرعة - مع السماح لبطارية التخزين الرئيسية بالقيام بما تفعله بشكل أفضل - تحريك السيارة على الطريق لعدة أميال منعدمة الانبعاثات.

يزعم العلماء في كلية لندن الجامعية والأكاديمية الصينية للعلوم أنهم طوروا مكثفًا فائقًا جديدًا مرنًا يعتمد على الجرافين يمكنه الشحن بأمان بسرعة عالية ، وتجميع كمية قياسية من الطاقة ، وتخزينها لفترة طويلة ، وفقًا لتقرير صادر عن TechExplorist. تم نشر بحثهم في 17 فبراير في مجلة Nature Energy.

يستخدم المكثف الفائق الجديد قطبًا مبتكرًا متعدد الطبقات من الجرافين. يمكن أن تنحني حتى 180 درجة دون أن تفقد أدائها ولا تتطلب سائل إلكتروليت ، مما يقلل من خطر الانفجار. النموذج الأولي الذي طوره فريق البحث لديه كثافة طاقة تبلغ 88.1 واط / لتر - أي ما يعادل أفضل بطاريات حمض الرصاص. يمتلك المكثف الفائق التقليدي اليوم كثافة طاقة تبلغ حوالي 8 واط لكل لتر. [ملاحظة: راجع قصة Skeleton Technologies أدناه لمزيد من المعلومات حول هذا الموضوع.] بالإضافة إلى ذلك ، يدعي العلماء أن اختراعهم يحتوي على كثافة طاقة تبلغ 10 آلاف واط لكل لتر ويحتفظ بنسبة 98.7٪ من سعته بعد 5000 دورة شحن / تفريغ.

يمكن للجهاز الجديد أن يحل محل البطاريات في الهواتف الذكية وأجهزة الإنترنت القابلة للارتداء. ولأنها أخف بكثير وأصغر من بطارية الرصاص الحمضية ، فقد تحل أيضًا محل البطارية القياسية 12 فولت المستخدمة في جميع المركبات الكهربائية اليوم.

كما هو الحال مع جميع أخبار تخزين الطاقة ، تتطلب هذه القصة تحذيرًا. المكثف الفائق الجديد هو مجرد نموذج أولي ، مما يعني أنه قد يكون قابلاً للتطبيق تجاريًا وقد لا يكون كذلك. إذا كان الأمر كذلك ، فقد تمر عدة سنوات قبل أن تحصل على قبول مصنعي السيارات. في هذه المرحلة ، إنه تطور يستحق المشاهدة مع استمرار ثورة المركبات الكهربائية.

تقنيات الهيكل العظمي

وتقول شركة Skeleton Technologies إنها تعمل بجد أيضًا على المكثفات الفائقة المتقدمة التي يمكن أن تحل محل بطاريات الرصاص الحمضية التقليدية في السيارات ، وفقًا لبلومبرج. يعترف الرئيس التنفيذي Taavi Madiberk بأن الأغطية الفائقة لا تحتوي بعد على كثافة طاقة بطاريات الليثيوم أيون ، لكنه يعتقد أن التكنولوجيا تتحسن طوال الوقت. تتمتع منتجات شركته بكثافة طاقة تبلغ 60 وات / لتر في الوقت الحالي. ويقول إن شركته تجري بالفعل مناقشات مع العديد من صانعي السيارات الذين يرغبون في التخلص من بطاريات الرصاص الحمضية الضخمة في سياراتهم.

يقول ماديبيرك: "يعتقد الناس أحيانًا أن الرصاص هو مشكلة من الماضي لأنه يتعلق بمحركات الاحتراق الداخلي ، لكن في الواقع ، تحتوي جميع السيارات الكهربائية على بطاريات حمض الرصاص 12 فولت". "نحن نعمل على بديل قابل للتطبيق لاستبدال جميع بطاريات الرصاص الحمضية." في عام 1999 ، بلغت تكلفة بطاريات الليثيوم أيون حوالي 5000 دولار لكل كيلو وات ساعة. اليوم يكلفون أقل من 200 دولار لكل كيلوواط ساعة. [يمكن أن تكون تسلا عند أو أقل من 100 دولار لكل كيلوواط ساعة على مستوى الخلية اليوم.] يعتقد ماديبيرك أن المكثفات الفائقة على وشك تجربة انخفاض سريع مماثل في التكلفة.

يمكن استخدام المكثفات الفائقة لاستعادة الطاقة في أنظمة الكبح المتجددة ، كما يقول جيمس فريث ، المحلل في Bloomberg New Energy Finance الذي يركز على تخزين الطاقة. "كان هناك الكثير من الاهتمام بالمكثفات الفائقة على مر السنين. والمشكلة هي أن أسعار بطاريات الليثيوم أيون آخذة في الانخفاض بسرعة كبيرة. "هناك بالتأكيد الكثير من المجالات في سوق السيارات حيث يمكنهم العثور على تطبيقات."

إذا كانت تسلا تعمل على تضمين المكثفات الفائقة في منتجاتها ، فستكون بالتأكيد جزءًا من مستقبل النقل الكهربائي ، وهو مجال يبدو أن التحسينات تحدث فيه بشكل شبه يومي.