Supercapacitors-ka ma beddeli karaan baytariyada baabuurta korontada ku shaqeeya?

Gawaarida korontada iyo kuwa isku dhafan waxay si adag ugu xiran yihiin maskaxda mootada casriga ah wareega cusub ee isbeddelka gawaarida. Marka loo barbardhigo moodooyinka ay ku qalabeysan yihiin ICE, gawaaridan waxay leeyihiin faa'iidooyin iyo khasaaro u gaar ah.

Faa'iidooyinka had iyo jeer waxaa ka mid ah hawlgal aamusnaan ah, iyo sidoo kale maqnaanshaha wasakheynta inta lagu jiro safarka (in kasta oo maanta samaynta hal batari oo loogu talagalay baabuurka korontada ku shaqeeya ay wasakhayso deegaanka in ka badan 30 sano oo hawl ah hal mishiin naaftada ah).

Khasaaraha ugu weyn ee gawaarida korontada ku shaqeeya waa baahida loo qabo in la buuxiyo batteriga. Arrintan la xiriirta, soo saarayaasha baabuurta ee hormuudka ka ah waxay soo saarayaan ikhtiyaarro kala duwan oo ku saabsan sida loo kordhiyo nolosha batteriga loona kordhiyo inta u dhexeysa eedeymaha. Mid ka mid ah xulashooyinkaan ayaa ah isticmaalka supercapacitors.

Tixgeli farsamadan adoo adeegsanaya tusaalaha warshadaha baabuurta cusub - Lamborghini Sian. Waa maxay faa'iidooyinka iyo khasaaraha horumarkan?

Ku cusub suuqa gawaarida korontada ku shaqeeya

Marka Lamborghini uu bilaabo soo saarida isku -darka, waxaad ku nasan kartaa in aysan noqon doonin nooc ka awood badan Toyota Prius.

Sian, oo ah kii ugu horreeyay ee shirkadda korantada ee talyaaniga, waa baabuurkii ugu horreeyay ee soosaara isku-dhafan (oo ah cutubyo 63 ah) si loo isticmaalo supercapacitors halkii laga isticmaali lahaa baytariyada lithium-ion.

Fiisikisyahanno badan iyo injineero waxay rumeysan yihiin inay hayaan furaha dhaqdhaqaaqa korantada badan, halkii ay ka ahaan lahaayeen baytariyada lithium-ion. Sian wuxuu kuwaan u adeegsadaa inuu ku keydiyo korontada, markii loo baahdana, wuxuu ku quudiyaa matoorkiisa korontada yar.

Faa'iidooyinka supercapacitors

Supercapacitors waxay ka qaadaan oo sii daayaan tamarta si ka dhaqso badan bateriyada casriga ah badankood. Intaas waxaa sii dheer, waxay si weyn u adkeysan karaan qarashka iyo wareejinta wareegyada iyaga oo aan lumin awoodda.

Marka laga hadlayo Sian, supercapacitor-ka wuxuu wadaa 25 kilowatt matoor koronto oo lagu dhisay sanduuqa marsho. Waxay sidoo kale siin kartaa kor u qaad dheeri ah 6,5 hooras 12-litir V785 ah oo ah mishiinka gubashada gudaha ama ku wadi kara gaariga isboortiga kaligiis inta lagu jiro dhaqdhaqaaqyada xawaaraha yar sida baarkinka.

Maaddaama lacag-bixinta ay aad u dhakhso badan tahay, isku-dhafkan uma baahna in lagu dhejiyo darbiga ama saldhigga wax lagu xukumo. Supercapacitors-ka si buuxda ayaa lacag looga qaadaa mar kasta oo baabuurka la joojiyo. Isku darka baytariga ayaa sidoo kale leh dib u soo kabasho tamarta, laakiin waa gaabis oo kaliya qayb ahaan waxay ka caawisaa in la kordhiyo baaxadda korantada.

Awood-weynuhu waxa uu leeyahay kaar kale oo aad u weyn: miisaanka. Lamborghini Sian, nidaamka oo dhan - motor koronto iyo capacitor - wuxuu ku darayaa kaliya 34 kiiloogaraam miisaanka. Xaaladdan oo kale, kororka awoodda waa 33,5 hooras. Marka la barbardhigo, batteriga Renault Zoe kaligiis (oo leh 136 hooras) ayaa miisaankiisu dhan yahay 400kg.

Faa'iido darrooyinka supercapacitors

Dabcan, supercapacitors sidoo kale waxay leeyihiin faa'iido darrooyin marka la barbar dhigo baytariyada. Waqti ka dib, waxay ururiyaan tamar aad uga xun - haddii Sian uusan fuulin hal usbuuc, ma jirto tamar ka hartay capacitor. Laakiin waxaa sidoo kale jira xalal suurtagal ah dhibaatadan. Lamborghini wuxuu la shaqaynayaa Machadka Teknolojiyadda Massachusetts (MIT) si uu u abuuro moodal koronto oo keliya oo ku saleysan awood-kordhinta, fikradda caanka ah ee Terzo Millenio (Millennium Saddexaad).

bst

Jid ahaan, Lamborghini, oo hoos timaada kooxda Volkswagen, ma aha shirkadda kaliya ee tijaabinta aaggan. Moodooyinka isku-dhafan ee Peugeot waxa ay isticmaalayeen awood-weyn, sidoo kale Toyota iyo Honda ee moodooyinka unugga shidaalka ee hydrogen. Warshadaha Shiinaha iyo Kuuriya ayaa ku rakibaya basaska korontada ku shaqeeya iyo kuwa xamuulka qaada. Sannadkii hore, Tesla waxa ay iibsatay Maxwell Electronics, oo ah mid ka mid ah kuwa sameeya awoodda ugu weyn ee adduunka, waana calaamad hubaal ah in ugu yaraan Elon Musk uu aaminsan yahay mustaqbalka tignoolajiyada.

7 xaqiiqooyin muhiim ah oo ku saabsan fahamka supercapacitors

1 Sidee baytariyada u shaqeeyaan

Tignoolajiyada baytarigu waa mid ka mid ah waxyaalihii aynu muddada dheer u qaadanaynay in ay fudud yihiin innaga oo aan ka fikirin sida uu u shaqeeyo. Dadka intooda badan waxay u maleynayaan in marka la dallaco, aan si fudud "ku shubo" koronto batteriga, sida biyaha galaaska.

Laakin batarigu si toos ah uma kaydiyo korantada, balse waxa uu dhaliyaa oo kaliya marka loo baahdo fal-celin kiimiko ah oo u dhexeeya laba electrodes iyo dareere (inta badan) kala saaraya, loo yaqaan electrolyte. Falcelintan, kiimikooyinka ku jira ayaa loo beddelaa kuwa kale. Inta lagu jiro hawshan, koronto ayaa la soo saarayaa. Marka ay si buuxda u beddelaan, falcelintu way istaagtaa - batteriga waa la sii daayaa.

Si kastaba ha noqotee, baytariyada dib-u-cusbooneysiinta, fal-celinta waxay sidoo kale ku dhici kartaa jihada ka soo horjeeda - markaad ku dallacdo, tamartu waxay bilaabataa habka soo noqnoqda, kaas oo soo celinaya kiimikooyinka asalka ah. Tan waxaa lagu soo celin karaa boqolaal ama kumanaan jeer, laakiin lama huraan waxaa jira khasaare. Waqti ka dib, walxaha dulinku waxay ku koraan electrodes-ka, markaa nolosha batteriga waa xaddidan tahay (sida caadiga ah 3000 ilaa 5000 wareegyada).

2 Sidee capacitors u shaqeeyaan

Wax falcelin ah oo kiimikaad ah kama dhex dhacdo kondhamiska. Kharashka saxda ah iyo kuwa tabanba waxaa si gaar ah loogu soo saaraa korantada ma guurtada ah. Gudaha capacitor-ka waxaa ku jira labo taariko oo tabeel ah oo kala qaada walxaha dahaaran ee loo yaqaan dielectric

Dacwad-qaadiddu waxay aad ugu egtahay kubbadda oo lagu xoqo qoyaan dhogor-dhogor si ay ugu dhegto koronto joogto ah Eedeymaha saxda ah iyo kuwa taban ayaa ku urursan taarikada, iyo kala-soocayaasha udhaxeeya, taas oo ka hortageysa inay la soo xiriiraan, dhab ahaantii waa hab lagu keydiyo tamarta. K capacitor-ka waa la soo oogi karaa waana la sii deyn karaa xitaa hal milyan oo jeer iyada oo aan lumin awoodda.

3 Waa maxay supercapacitors

Capacitors-ka caadiga ah aad ayey u yar yihiin si loo keydiyo tamarta - badiyaa waxaa lagu qiyaasaa microfarad (malaayiin farad ah). Tani waa sababta supercapacitors loo alifay 1950-meeyadii. Kala duwanaanshahooda warshadeed ee ugu weyn, oo ay soo saaraan shirkado ay ka mid yihiin Maxwell Technologies, awooddu waxay gaartaa dhawr kun oo farad, taas oo ah, 10-20% awoodda baytariyada lithium-ion.

4 Sidee supercapacitors u shaqeeyaan

Si ka duwan capacitors caadiga ah, ma jiro dielectric. Taa baddalkeeda, labada taarikada waxaa lagu dhex shubaa elektrolyte waxaana lagu kala saaraa lakab khafiif ah oo khafiif ah. Awoodda supercapacitor dhab ahaantii way kordhisaa marka aagga taarikadani kordho oo masaafada u dhaxaysa ay hoos u dhacdo. Si loo kordhiyo bedka dusha sare, waxaa hadda lagu dahaadhay alaab dalool ah sida kaarboon nanotubes (aad u yar oo 10 bilyan oo ka mid ah ay ku habboon yihiin hal sentimitir oo laba jibbaaran). Kala saaruhu wuxuu noqon karaa hal unug oo dhumucdiisuna tahay lakabka graphene.

Si loo fahmo farqiga udhaxeeya, waxaa ugu wanaagsan in korontada looga fikiro biyo. A capacitor fudud wuxuu markaa noqonayaa sida shukumaan waraaq ah oo soo nuugi kara qaddar xaddidan. Supercapacitor-ku waa isbuunyo jikada ku jira tusaalaha.

5 Baytariyada: Faa’iidooyinka iyo Qasaarooyinka

Baytariyadu waxay leeyihiin hal faa'iido oo muhiim ah - cufnaanta tamarta sare, taas oo u oggolaanaysa inay ku kaydiyaan xaddi badan oo tamar ah kayd yar.

Si kastaba ha ahaatee, waxay sidoo kale leeyihiin faa'iidooyin badan - miisaan culus, nolol xaddidan, koronto tartiib tartiib ah iyo siidaynta tamar gaabis ah. Intaa waxaa dheer, biraha sunta ah iyo walxaha kale ee khatarta ah ayaa loo isticmaalaa wax soo saarkooda. Baytariyadu waxay kaliya ku shaqeeyaan heerkul cidhiidhi ah, sidaa darteed waxay badanaa u baahan yihiin in la qaboojiyo ama la kululeeyo, taasoo yaraynaysa waxtarkooda sare.

6 Supercapacitors: Faa'iidooyinka iyo Qasaarooyinka

Supercapacitors aad bay uga fudud yihiin baytariyada, noloshoodu si aan la barbar dhigi karin ayaa dheer, uma baahna walxo khatar ah, waxay dallacaan oo sii daayaan tamar ku dhawaad ​​isla markiiba. Maaddaama aysan lahayn wax iska caabin ah oo gudaha ah, ma isticmaalaan tamar si ay u shaqeeyaan - waxtarkoodu waa 97-98%. Supercapacators waxay ku shaqeeyaan iyada oo aan wax isbeddel ah laga helin dhammaan inta u dhaxaysa -40 ilaa +65 darajo Celsius.

Faa’iido darrada ayaa ah inay keydiyaan tamar aad uga yar baytariyada lithium-ion.

7 Waxyaabo cusub

Xitaa xitaa supercapacitors-ka casriga ah ee ugu horumarsan si buuxda ugama badali karaan baytariyada baabuurta korontada ku shaqeeya. Laakiin saynisyahanno badan iyo shirkado gaar loo leeyahay ayaa ka shaqeynaya sidii loo horumarin lahaa. Tusaale ahaan, Boqortooyada Midowday (UK), Superdielectrics waxay la shaqeyneysaa walxo asal ahaan loo sameeyay soo saarida muraayadaha indhaha.

Tiknoolajiyada qalfoofka waxay la shaqaynaysaa graphene, oo ah nooc kaarboon ah oo allotropic ah. Hal lakab oo dhumucdiisuna waxay 100 jeer ka xoog badan tahay birta xoogga badan, kaliya 1 garaam oo ka mid ah wuxuu dabooli karaa 2000 mitir oo laba jibbaaran. Shirkaddu waxay ku rakibtay graphene super capacitors gawaadhida naaftada caadiga ah waxayna ku guulaysatay kaydka shidaalka 32%.

In kasta oo xaqiiqda ah in supercapacitors aysan si buuxda u beddeli karin baytariyada, maanta waxaa jira isbeddel togan oo ku saabsan horumarinta tiknoolajiyaddan.

Su'aalaha iyo jawaabaha:

Sidee buu u shaqeeyaa awoodda sare? Waxa ay u shaqeysaa si la mid ah sida kapacitor capacitance sare. Dhexdeeda, korontadu waxay ku ururtaa sababtoo ah static inta lagu jiro polaration of electrolyte. In kasta oo ay tahay aaladda korantada, haddana wax fal-celin kiimiko ah kuma dhacayso.

Maxaa awood sare loogu talagalay? Supercapacitors waxaa loo isticmaalaa kaydinta tamarta, bilowga matoorada, baabuurta isku-dhafka ah, sida ilaha wakhtiga gaaban ee hadda jira.

Sidee supercapacitor uga duwan yahay noocyada kala duwan ee baytariyada? Batarigu waxa uu awoodaa in uu keligiis koronto ka dhaliyo fal-celin kiimikaad. Awood-weynuhu waxa uu kaydiyaa tamarta la sii daayay oo keliya.

Xagee loo adeegsadaa Ionistor-ka? Capacitors-hooseeya waxaa loo isticmaalaa in toosh (daayad gebi ahaanba) iyo nidaam kasta oo u baahan tiro badan oo ah wareegyada dheecaanka / lacag bixinta.