Jarenlang zijn supercondensatoren, ook wel ultracondensatoren genoemd, in de periferie van de elektrische voertuigtechnologie blijven hangen. Hoewel ze conceptueel eenvoudig zijn, is het gebruik ervan in de productie beperkt gebleven, waarbij voorbeelden als de Lamborghini Sián hun potentieel laten zien. Een in Basingstoke gevestigd bedrijf, Allotrope Energy, gelooft echter dat het een doorbraak heeft ontwikkeld die supercondensatoren eindelijk in de mainstream zou kunnen brengen, vooral voor hybride voertuigen.
Wat zijn supercondensatoren en waarom zijn ze niet op grote schaal toegepast?
Supercondensatoren zijn elektrische opslagapparaten die in bijna elk elektronisch product worden aangetroffen. Net als batterijen slaan ze elektriciteit op en geven ze deze weer vrij. Er bestaan echter belangrijke verschillen. Supercondensatoren bestaan uit twee elektroden, gescheiden door een isolatielaag. Wanneer ze op een spanning worden aangesloten, hoopt zich een elektrische lading op deze platen op. Cruciaal is dat er, in tegenstelling tot batterijen, geen chemische reactie plaatsvindt tijdens het opladen of ontladen, waardoor supercondensatoren veel sneller kunnen opladen en ontladen.
Historisch gezien was het grootste nadeel van supercondensatoren hun lage energiedichtheid. Batterijen kunnen grote hoeveelheden energie gedurende langere perioden opslaan, terwijl supercondensatoren hun lading relatief snel vrijgeven wanneer ze zijn aangesloten op een elektrische belasting, zoals een motor. Dit verschil heeft ertoe geleid dat batterijen de markt voor elektrische voertuigen en hybride auto’s domineren.
De doorbraak van Allotrope Energy: Lignavolt-supercondensatoren
Allotrope Energy beweert deze beperking te hebben overwonnen met zijn nieuwe Lignavolt-supercondensatoren. Deze apparaten hebben een energiedichtheid van 4-15 Wh/kg, aanzienlijk hoger dan de 7-8 Wh/kg die wordt aangetroffen in de bestaande supercondensatortechnologie. Bovendien kosten ze naar verluidt een fractie van de productiekosten. Het geheim achter deze vooruitgang ligt in het gebruik van Lignavolt-materiaal – een duurzaam geproduceerde stof afgeleid van lignine, een afvalproduct van de papierindustrie.
Het potentieel voor hybride voertuigen
De potentiële toepassing van deze technologie is vooral spannend voor hybride voertuigen. Deze auto’s combineren een verbrandingsmotor (ICE) voor actieradius met een elektromotor en een batterij of supercondensator om energie op te vangen en opnieuw te gebruiken via regeneratief remmen, het proces waarbij de kinetische energie van de auto tijdens het afremmen in elektriciteit wordt omgezet.
Vroege voorbeelden van het gebruik van supercondensatoren in hybride technologie dateren van meer dan twintig jaar geleden, waarbij Honda’s FCX-brandstofcelvoertuig supercondensatoren gebruikte om de energie op te slaan die werd geoogst uit het brandstofcelsysteem en regeneratief remmen. Massale investeringen in batterijtechnologie voor hoogspannings-EV’s, 48V mild-hybride voertuigen en andere toepassingen hebben echter de supercondensatoren overschaduwd.
Allotrope stelt dat het opvangen van 100% van de regeneratieve remenergie, zelfs tijdens matig remmen, een onpraktisch grote en dure lithium-ionbatterij zou vereisen. Daarentegen zou hun supercondensator van 1 kg 75 pk kunnen leveren, een cijfer dat 50 keer groter is dan een gelijkwaardige lithium-ionbatterij.
Een kleinere motor, lagere emissies
Het bedrijf voorziet een toekomst waarin een groter deel van de acceleratie van een hybride aandrijflijn afkomstig is van de elektromotor, aangedreven door de supercondensator. Hierdoor zouden fabrikanten de omvang van de verbrandingsmotor kunnen verkleinen, wat uiteindelijk zou leiden tot lagere emissies en een lager brandstofverbruik. De gevolgen voor de efficiëntie van hybride voertuigen en de impact op het milieu kunnen aanzienlijk zijn.
Concluderend vertegenwoordigen de Lignavolt-supercondensatoren van Allotrope Energy een veelbelovende vooruitgang op het gebied van elektrische opslag. Hun verbeterde energiedichtheid, kosteneffectiviteit en duurzame productiemethoden positioneren ze als een potentiële gamechanger, vooral voor hybride voertuigen die het regeneratief remmen willen optimaliseren en de algehele efficiëntie willen verbeteren. Dit kleine doosje uit Basingstoke is misschien wel op weg om de toekomst van hybride technologie opnieuw vorm te geven.
