На протяжении многих лет сверхконденсаторы – также известные как ультраконденсаторы – оставались на периферии технологий электромобилей. Хотя концептуально они просты, их использование в производстве было ограничено, с примерами вроде Lamborghini Sián, демонстрирующими их потенциал. Однако компания Allotrope Energy, расположенная в Бэзингстоуке, считает, что разработала прорыв, который наконец-то сможет вывести сверхконденсаторы в массовое производство, особенно для гибридных автомобилей.
Что такое сверхконденсаторы и почему они не получили широкого распространения?
Сверхконденсаторы — это электронакопительные устройства, которые встречаются практически в каждом электронном продукте. Как и аккумуляторы, они накапливают и высвобождают электричество. Однако существуют ключевые различия. Сверхконденсаторы состоят из двух электродов, разделенных изолирующим слоем. При подключении к напряжению электрический заряд накапливается на этих пластинах. В отличие от аккумуляторов, во время зарядки и разрядки не происходит химической реакции, что позволяет сверхконденсаторам заряжаться и разряжаться гораздо быстрее.
Исторически сложилось так, что главным недостатком сверхконденсаторов была их низкая плотность энергии. Аккумуляторы могут хранить большие объемы энергии в течение длительного времени, в то время как сверхконденсаторы быстро высвобождают свой заряд при подключении к электрической нагрузке, например, к двигателю. Эта разница привела к тому, что аккумуляторы доминируют на рынке электромобилей и гибридных автомобилей.
Прорыв Allotrope Energy: Сверхконденсаторы Lignavolt
Allotrope Energy заявляет, что преодолела это ограничение благодаря своим новым сверхконденсаторам Lignavolt. Эти устройства обладают плотностью энергии 4–15 Вт·ч/кг, что значительно выше, чем 7–8 Вт·ч/кг, встречающихся в существующей технологии сверхконденсаторов. Кроме того, по сообщениям, они значительно дешевле в производстве. Секрет этого прогресса кроется в использовании материала Lignavolt — устойчиво производимого вещества, полученного из лигнина, побочного продукта целлюлозно-бумажной промышленности.
Потенциал для гибридных автомобилей
Потенциальное применение этой технологии особенно перспективно для гибридных автомобилей. Эти автомобили сочетают двигатель внутреннего сгорания (ДВС) для увеличения запаса хода с электродвигателем и аккумулятором или сверхконденсатором для улавливания и повторного использования энергии за счет рекуперативного торможения, процесса преобразования кинетической энергии автомобиля в электричество во время замедления.
Ранние примеры использования сверхконденсаторов в гибридных технологиях восходят к прошлому десятилетию, когда автомобиль Honda FCX на топливных элементах использовал сверхконденсаторы для хранения энергии, получаемой от топливного элемента и рекуперативного торможения. Однако огромные инвестиции в технологию аккумуляторов для высоковольтных электромобилей, 48-вольтных мягких гибридных автомобилей и других применений затмили сверхконденсаторы.
Allotrope утверждает, что улавливание 100% энергии рекуперативного торможения, даже при умеренном торможении, потребовало бы непрактически большого и дорогого литий-ионного аккумулятора. Напротив, их 1-килограммовый сверхконденсатор может обеспечить 75 лошадиных сил – показатель в 50 раз выше, чем у эквивалентного литий-ионного аккумулятора.
Меньший двигатель, более низкие выбросы
Компания видит будущее, в котором большая часть ускорения силовой установки гибридного автомобиля будет обеспечиваться электродвигателем, питаемым сверхконденсатором. Это позволит производителям уменьшить размер двигателя внутреннего сгорания, что в конечном итоге приведет к снижению выбросов и уменьшению расхода топлива. Последствия для эффективности гибридных автомобилей и воздействия на окружающую среду могут быть значительными.
В заключение, сверхконденсаторы Lignavolt от Allotrope Energy представляют собой многообещающее усовершенствование в области электронакопления. Их улучшенная плотность энергии, экономичность и устойчивые методы производства позиционируют их как потенциальный игрок, особенно для гибридных автомобилей, стремящихся оптимизировать рекуперативное торможение и повысить общую эффективность. Эта маленькая коробочка из Бэзингстоука, возможно, стоит на пути к перестройке будущего гибридных технологий.
