Протягом багатьох років суперконденсатори, також відомі як ультраконденсатори, залишалися на узбіччі технологій електромобілів. Незважаючи на те, що вони концептуально прості, їх використання у виробництві було обмеженим, і такі приклади, як Lamborghini Sián, демонструють їхній потенціал. Проте компанія Allotrope Energy, що базується в Бейсінгстоку, вважає, що вона розробила прорив, який міг би нарешті запустити ультраконденсатори у масове виробництво, особливо для гібридних автомобілів.
Що таке суперконденсатори і чому вони не так широко використовуються?
Ультраконденсатори – це електронні запам’ятовуючі пристрої, які є майже в кожному електронному продукті. Як і батареї, вони накопичують і виділяють електроенергію. Однак є ключові відмінності. Суперконденсатори складаються з двох електродів, розділених ізоляційним шаром. При підключенні до напруги на цих пластинах накопичується електричний заряд. На відміну від акумуляторів, під час заряджання та розряджання не відбувається хімічної реакції, що дозволяє ультраконденсаторам заряджатися та розряджатися набагато швидше.
Історично основним недоліком ультраконденсаторів була їх низька щільність енергії. Батареї можуть накопичувати велику кількість енергії протягом тривалого періоду часу, тоді як ультраконденсатори швидко вивільняють свій заряд при підключенні до електричного навантаження, такого як двигун. Ця різниця призвела до того, що акумулятори домінують на ринку електричних і гібридних автомобілів.
Алотропний енергетичний прорив: ультраконденсатори Lignavolt
Компанія Allotrope Energy каже, що подолала це обмеження за допомогою нових ультраконденсаторів Lignavolt. Ці пристрої мають щільність енергії 4–15 Вт·год/кг, що значно вище, ніж 7–8 Вт·год/кг у існуючій ультраконденсаторній технології. Також повідомляється, що вони значно дешевші у виробництві. Секрет цього прогресу полягає у використанні матеріалу Lignavolt, екологічно виробленої речовини, отриманої з лігніну, побічного продукту целюлозно-паперової промисловості.
Потенціал для гібридних автомобілів
Потенційне застосування цієї технології є особливо перспективним для гібридних автомобілів. Ці автомобілі поєднують двигун внутрішнього згоряння (ДВЗ) для збільшення запасу ходу з електродвигуном і акумулятором або ультраконденсатором для захоплення та повторного використання енергії за допомогою рекуперативного гальмування, процесу перетворення кінетичної енергії автомобіля в електрику під час уповільнення.
Перші приклади використання ультраконденсаторів у гібридних технологіях відносяться до останнього десятиліття, коли автомобіль Honda FCX на паливних елементах використовував ультраконденсатори для накопичення енергії з паливних елементів і рекуперативного гальмування. Однак величезні інвестиції в технологію акумуляторів для електромобілів високої напруги, 48-вольтових автомобілів з м’яким гібридом та інші програми затьмарили ультраконденсатори.
Allotrope стверджує, що захоплення 100% енергії рекуперативного гальмування, навіть при помірному гальмуванні, потребує непрактично великої та дорогої літій-іонної батареї. Навпаки, їхній 1-кілограмовий суперконденсатор може видавати 75 кінських сил, що в 50 разів перевищує потужність еквівалентної літій-іонної батареї.
Менший двигун, менші викиди
Компанія передбачає майбутнє, в якому більша частина прискорення силової установки гібридного автомобіля буде надходити від електродвигуна, що живиться від суперконденсатора. Це дозволить виробникам зменшити розмір двигуна внутрішнього згоряння, що зрештою призведе до зниження викидів і споживання палива. Наслідки для ефективності гібридного автомобіля та впливу на навколишнє середовище можуть бути значними.
Підсумовуючи, ультраконденсатори Lignavolt від Allotrope Energy представляють багатообіцяючий прогрес в електронному сховищі. Їх покращена щільність енергії, ефективність і екологічні методи виробництва позиціонують їх як потенційного гравця, особливо для гібридних транспортних засобів, які прагнуть оптимізувати рекуперативне гальмування та підвищити загальну ефективність. Ця маленька коробка з Basingstoke може бути на шляху до зміни майбутнього гібридної технології.
