Пробив в съхранението на енергия: нови супер кондензатори

Според ново проучване на Масачузетския технологичен институт (MIT), двата най-разпространени материала в човешката история, цимент и сажди (подобни на много фин въглен), може да се превърнат в основни суровини за ново евтино хранилище на енергия система.

Изследователи от MIT са открили, че тези два материала могат да се комбинират с вода, за да направят суперкондензатори (заместители на батерии), които могат да съхраняват електрическа енергия. Твърди се, че тази технология може да поддържа стабилност в енергийната мрежа въпреки колебанията в доставките на възобновяема енергия, като по този начин насърчава използването на възобновяема енергия като слънчева, вятърна и приливна енергия.
 

Например, изследователите казват, че техните суперкондензатори могат в крайна сметка да бъдат интегрирани в бетонната основа на къща, където могат да съхраняват енергия за цял ден с много малко (или никакви) разходи и все пак да осигурят структурната здравина, необходима за дома. Изследователите също предвиждат изграждането на бетонен път, който може да осигури безконтактно зареждане за електрически превозни средства, движещи се по този път.

Последните резултати от изследването бяха публикувани наскоро в Сборника на Националната академия на науките (PNAS).

Кондензаторът е принципно много просто устройство, състоящо се от две проводими пластини, потопени в електролита и разделени от мембрана. Когато се приложи напрежение към кондензатор, положително заредените йони от електролита се натрупват върху отрицателно заредената плоча, докато положително заредените плочи натрупват отрицателно заредени йони.

Благодарение на мембраната между плочите, предотвратяваща миграцията на заредени йони, това разделяне на зарядите създава електрическо поле между плочите и кондензаторът се зарежда. Тези две платки могат да поддържат тази двойка заряди за дълъг период от време и след това да ги осигурят много бързо, когато е необходимо. Суперкондензаторът е кондензатор, който може да съхранява изключително големи количества заряд.
Количеството електричество, което кондензаторът може да съхранява, зависи от общата повърхност на неговата проводяща плоча. Ключът към новия суперкондензатор, разработен от екипа, се крие в метод за производство на материали на основата на цимент, които имат изключително голяма вътрешна повърхност поради тяхната плътна и взаимосвързана проводяща материална мрежа в техния обем.

По-конкретно, изследователите постигнаха тази цел, като поставиха високопроводими сажди, циментов прах и вода в бетонна смес и я оставиха да се втвърди. Когато водата реагира с цимента, тя естествено образува разклонена мрежа в структурата и въглеродът мигрира в тези пространства, образувайки линейна структура във втвърдения цимент.

Тези структури имат разклонена структура, с по-големи клони, пораждащи по-малки клони и т.н., като в крайна сметка образуват много голяма повърхностна площ в относително малък диапазон на обема.
След това потопете този материал в стандартен електролитен материал, като калиев хлорид (сол), който осигурява заредени частици, които се натрупват върху въглеродната структура. Изследователите са открили, че два електрода, направени от този материал, са разделени от тънко пространство или изолационен слой, образувайки много мощен суперкондензатор.

Изследователите посочват, че циментът и саждите са два материала с история от поне две хиляди години. "Когато ги комбинирате по специфичен начин, вие получавате проводим нанокомпозитен материал, когато нещата стават наистина интересни. Освен това необходимото съдържание на въглерод е много малко, което представлява само 3 процента от обема на сместа, което може да образува пропусклива въглеродна мрежа.
Изследователите казват, че суперкондензаторите, направени от този материал, имат голям потенциал да помогнат на света да премине към възобновяема енергия. Основните източници на неемисионна енергия, като вятърна енергия, слънчева енергия и енергия от приливи и отливи, всички генерират своята продукция в различни моменти, които често са несъвместими с пика на потреблението на електроенергия. Следователно методите за съхранение на електроенергия са от съществено значение.

Търсенето на широкомащабни системи за съхранение на енергия е много високо, а съществуващите батерии са твърде скъпи и разчитат главно на материали като литий. Предлагането на литий е ограничено, така че има спешна нужда от по-евтини алтернативи. Това е мястото, където нашата технология е много обещаваща, защото циментът е навсякъде“, казаха те.
Изследователският екип изчисли, че 45 кубични метра нано въглероден легиран бетон (еквивалентен на куб с диаметър приблизително 3,5 метра) би имал достатъчен капацитет да съхранява приблизително 10-киловат часа енергия, което се счита за средна дневна консумация на електроенергия на едно домакинство. Благодарение на способността на бетона да поддържа здравината си, къщите, построени от този материал, могат да съхраняват енергията, генерирана от слънчеви панели или вятърни мелници за един ден и да се използват при необходимост. Освен това скоростта на зареждане и разреждане на суперкондензаторите е много по-бърза от тази на батериите.
Изследователите също така казват, че първоначалното използване на тази технология може да бъде в изолирани домове, сгради или убежища, далеч от електрическата мрежа, които може да се захранват от слънчеви панели, свързани към циментови суперкондензатори.
Те казаха, че системата е много мащабируема, тъй като капацитетът за съхранение на енергия е пряка функция от обема на електрода. Можете да превърнете електрод с дебелина 1 мм в електрод с дебелина 1 м и като направите това, можете основно да разширите капацитета си за съхранение на енергия, от светване на светодиод за няколко секунди до захранване на цялата къща.

Нашата компания е съсредоточена върху висококачествена медна крайна капачка, клемни контакти за предпазители, (ЕЛЕКТРИЧЕСКИ ПРЕВОЗНИ СРЕДСТВА) EV филмова шина за кондензатор, (СЛЪНЧЕВА ЕНЕРГИЯ) PV инверторна шина, ламинирана шина, алуминиеви кутии за нови енергийни батерии, мед/месинг/алуминий/неръждаема стомана Щамповани части и други електрически продукти Метални щамповани и заваръчни монтажи за повече от 18 години в Китай. Започнахме като малка операция, но сега се превърнахме в един от водещите доставчици в EV и PV индустрията в Китай.

Ако имате някакви нужди, моля не се колебайте да се свържете с нас и ние ще ви отговорим възможно най-скоро!