O echipă de ingineri din SUA a creat un supercondensator de plastic, care poate stoca de 10 ori mai multă energie cu randament de 100% şi ar putea înlocui sau suplini bateriile

3 Februarie 2025, 22:45
Redacţia PiataAuto.md
Pe lângă bateriile care stochează electricitatea prin reacţii electrochimice, în lume se folosesc de mult timp şi condensatoarele, cu diferenţa că acestea pot stoca sarcina electrică direct pe suprafaţa lor şi o pot elibera repede, fără pierderi. Condensatoarele au capacităţi mici de stocare, de obicei, dar au avantajul că pot absorbi rapid o energie de mare putere în raport cu capacitatea lor şi o pot descărca la fel de rapid. Iar în ultimii vreo 15-20 de ani au căpătat un rol tot mai mare supercondensatorii, care au o capacitate de stocare mult mai mare, unele instalaţii pe baza acestora ajungând să concureze în capacitatea de stocare cu bateriile, dar având avantajul de a putea elibera o putere uriaşă de descărcare. Asta a făcut ca ele să fie folosite în unele maşini de competiţie, inclusiv în sistemul KERS din Formula 1, dar şi pe unele modele de serie. Iar în zilele noastre unele maşini electrice, mai ales germane sau sud-coeene, le folosesc pentru a putea livra o putere mare în regim de boost spre electromotoare, dar care e limitată la un timp scurt, de obicei până la 10 secunde. Acum o echipă de ingineri de la universitatea UCLA din California a creau un nou tip de supercondensator din plastic, care poate stoca de 10 ori mai multă energie, tot cu randament de 100% şi ar putea înlocui parţial sau suplini bateriile electrice, atât pe maşini electrice şi hibride, cât şi la centrale de reţea pentru stocarea energiei regenerabile sau sisteme de transformatoare cu rol de echilibrare a salturilor de tensiune în reţea.
Supercondensatori realizaţi din material poimer există deja în lume şi ei folosesc de obicei un material numit PEDOT, o abreviere pentru poly(3,4-etilenedioxitiofen). Acest plastic cu conductivitate electrică are mai multe beneficii, printre care dimensiunea compactă şi performanţele bune, dar capacităţile de stocare nu sunt cele mai mari, fiind limitate de suprafaţă şi de conductivitatea relativ redusă. Până acum, el era folosit în produse electronice în special pentru a le proteja de energia statică şi mai puţin în aplicaţii de genul stocării de electricitate în scopuri performante.
Inginerii de la UCLA, însă, au luat la bază acelaşi PEDOT, dar l-au produs cu o altă textură, similară pufului de blană, care a sporit esenţial suprafaţa de stocare. Procesul de creştere presupune controlul acestor nanofibre în etapa de producţie, iar la final se ajunge ca aceste fibre să aibă împreună o suprafaţă mult mai mare decât o fâşie plată obişnuită de plastic PEDOT. Se aplică şi oxid de grafic, dar şi clorură de fier în acest proces. Apropierea fibrelor şi aranjamentul lor le dă şi o conductivitate mult mai bună, iar astfel noul supercondensator ajunge să echivaleze sau chiar să depăşească supercondensatoarele mai performante, realizate din materiale mai sofisticate.
În rezultat, noul supercondensator poate avea o conductivitate de 100 ori mai mare decât alţi condensatori de plastic şi o capacitanţă de 4600 miliFarazi per cm pătrat, ceea ce e de 10 ori mai mult decât alţi superconsensatori din materiale plastice. Noul supercondensator rezistă la peste 70.000 de cicluri de încărcare şi descărcare, iar toţi aceşti parametri, cooptaţi cu o tensiune în volţi de valoarea corectă, îi pot garanta o capacitate în măsură să înlocuiască bateriile mici ale maşinilor mild hibride şi hibride sau chiar unele baterii ceva mai mari folosite de maşini electrice.
Spre exemplu, un asemenea sistem de supercondensatoare ar putea servi drept o parte dintr-un sistem al unei maşini electrice, care ar avea şi o baterie mai mare principală, dar şi una auxiliară pe bază de supercondensator, care ar regenera astfel energia mai eficient şi ar livra o putere imensă în momentele când e necesară. Iar la modelele hibride n-ar mai fi nevoie de o altă baterie decât acest supercondensator din plastic, care ar rezista mult mai bine în timp, cu singurul dezavantaj comun pentru toate condensatoarele, că dacă nu sunt folosite ceva mai mult timp, ele se descarcă.
De asemenea, asemenea supercondensatoare ar putea avea un rol important şi în transformatoarele de mare putere în reţea, care au şi funcţie de stabilizare a electricităţii, mai ales în condiţiile salturilor produse de energia regenerabilă în sistem. La o capacitate mai mare de stocare, acestea a putea asigura o rezilienţă mult mai mare de tampon în faţa unor salturi mari şi ar ajuta la integrarea de mai multă energie regenerabilă în sistem, spun autorii.
Realizarea de acum e atribuită unei echipe conduse de trei ingineri — profesorul Richard Kaner, Dr. Maher El-Kady şi Dr. Musibau Francis Jimoh, toţi din cadrul UCLA. Kaner a fost însă inspirat şi învăţat în anii săi de studenţie de renumitul Alan Heeger, omul care a primit premiul Nobel pentru descoperirea polimerilor semiconductori şi care a contribuit la descoperirea supercondensatoarelor din plastic.
Deci există aici o continuitate directă din tot ce s-a realizat până acum încă de la originile invenţiilor care sunt deja folosite pe larg în lume, iar noua descoperire ar putea ave un rol major în eficientizarea şi asigurarea unor performanţe mai mari pentru maşinile electrice şi hibride pe de o parte, şi în reţelele electrice ce integrează energie regenerabilă, pe de altă parte.
5
19,146
COMENTARII (0)
Fiţi primul care comentează această ştire!
COMENTARIUL MEU
Trebuie să fiţi logat pentru a putea comenta
Logare | Înregistrare
COMENTARII FACEBOOK
Înapoi
    Logare PiataAuto.md
Login:
Parola:
Memorizeaza-ma
Ai uitat parola?
Eşti nou aici? Atunci înregistrează-te!