Revoluție în stocarea energiei: noi super condensatori

Potrivit unui nou studiu al Institutului de Tehnologie din Massachusetts (MIT), cele mai comune două materiale din istoria omenirii, cimentul și negrul de fum (asemănător cărbunelui foarte fin), ar putea deveni materiile prime de bază pentru o nouă stocare a energiei la preț redus. sistem.

Cercetătorii MIT au descoperit că aceste două materiale se pot combina cu apa pentru a face supercondensatori (înlocuitori pentru baterii), care pot stoca energie electrică. Se spune că această tehnologie poate menține stabilitatea în rețeaua energetică în ciuda fluctuațiilor în furnizarea de energie regenerabilă, promovând astfel utilizarea energiei regenerabile, cum ar fi energia solară, eoliană și mareală.
 

De exemplu, cercetătorii spun că supercondensatorii lor pot fi în cele din urmă integrați în fundația de beton a unei case, unde pot stoca energie pentru o zi întreagă la un cost foarte mic (sau deloc) și oferă totuși rezistența structurală necesară pentru casă. Cercetătorii au în vedere și construirea unui drum din beton care poate oferi încărcare fără contact pentru vehiculele electrice care circulă pe acest drum.

Cele mai recente descoperiri ale cercetării au fost publicate recent în Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Un condensator este un dispozitiv foarte simplu în principiu, format din două plăci conductoare scufundate în electrolit și separate printr-o membrană. Când se aplică o tensiune unui condensator, ionii încărcați pozitiv din electrolit se acumulează pe placa încărcată negativ, în timp ce plăcile încărcate pozitiv acumulează ioni încărcați negativ.

Datorită membranei dintre plăci care împiedică migrarea ionilor încărcați, această separare a sarcinilor creează un câmp electric între plăci, iar condensatorul devine încărcat. Aceste două plăci pot menține această pereche de încărcări pentru o perioadă lungă de timp și apoi le pot furniza foarte repede atunci când este necesar. Un supercondensator este un condensator care poate stoca cantități extrem de mari de încărcare.
Cantitatea de energie electrică pe care o poate stoca un condensator depinde de suprafața totală a plăcii sale conductoare. Cheia noului supercondensator dezvoltat de echipă constă într-o metodă de producere a materialelor pe bază de ciment, care au o suprafață internă extrem de mare datorită rețelei de materiale conductoare dense și interconectate în volumul lor.

Mai exact, cercetătorii au atins acest obiectiv prin plasarea negru de fum foarte conductiv, pulbere de ciment și apă într-un amestec de beton și permițându-i să se solidifice. Când apa reacţionează cu cimentul, formează în mod natural o reţea ramificată în structură, iar carbonul migrează în aceste spaţii, formând o structură liniară în cimentul întărit.

Aceste structuri au o structură bifurcată, cu ramuri mai mari dând naștere la ramuri mai mici și așa mai departe, formând în cele din urmă o suprafață foarte mare într-un interval de volum relativ mic.
Apoi scufundați acest material într-un material electrolit standard, cum ar fi clorura de potasiu (o sare), care furnizează particule încărcate care se acumulează pe structura carbonului. Cercetătorii au descoperit că doi electrozi din acest material sunt separați printr-un spațiu subțire sau un strat de izolație, formând un supercondensator foarte puternic.

Cercetătorii subliniază că cimentul și negrul de fum sunt două materiale cu o istorie de cel puțin două mii de ani. „Când le combini într-un mod specific, obții un material nanocompozit conductiv, care este momentul în care lucrurile devin cu adevărat interesante. Mai mult decât atât, conținutul necesar de carbon este foarte mic, reprezentând doar 3 la sută din volumul amestecului, care poate forma un material permeabil. reteaua de carbon.
Cercetătorii spun că supercondensatorii fabricați din acest material au un potențial mare de a ajuta lumea în tranziția către energie regenerabilă. Principalele surse de energie fără emisii, cum ar fi energia eoliană, energia solară și energia mareelor, toate își generează producția la momente variabile, care sunt adesea incompatibile cu vârful de utilizare a energiei electrice. Prin urmare, metodele de stocare a energiei electrice sunt esențiale.

Cererea pentru sisteme de stocare a energiei la scară largă este foarte mare, iar bateriile existente sunt prea scumpe și se bazează în principal pe materiale precum litiu. Furnizarea de litiu este limitată, deci este nevoie urgentă de alternative mai ieftine. Aici tehnologia noastră este foarte promițătoare, deoarece cimentul este peste tot”, au spus ei.
Echipa de cercetare a calculat că un beton dopat nano negru de fum de 45 de metri cubi (echivalentul unui cub cu un diametru de aproximativ 3,5 metri) ar avea o capacitate suficientă pentru a stoca aproximativ 10-kilowați-oră de energie, ceea ce este considerat consumul mediu zilnic de energie electrică al unei gospodării. Datorită capacității betonului de a-și menține rezistența, casele construite pe acest material pot stoca energia generată de panourile solare sau morile de vânt pentru o zi și pot fi folosite atunci când este nevoie. Mai mult, viteza de încărcare și descărcare a supercondensatorilor este mult mai rapidă decât cea a bateriilor.
Cercetătorii spun, de asemenea, că utilizarea inițială a acestei tehnologii poate fi în case izolate, clădiri sau adăposturi, departe de rețeaua electrică, care pot fi alimentate de panouri solare conectate la supercondensatoare de ciment.
Ei au spus că sistemul este foarte scalabil deoarece capacitatea de stocare a energiei este o funcție directă a volumului electrodului. Puteți transforma un electrod de 1 mm grosime într-un electrod de 1 m grosime și, făcând acest lucru, vă puteți extinde practic capacitatea de stocare a energiei, de la aprinderea unui LED pentru câteva secunde până la alimentarea cu energie a întregii case.

Compania noastră se concentrează pe capac de capăt din cupru de calitate superioară, contacte terminale pentru siguranțe, (VEHICUL ELECTRIC) bară colectoare pentru condensator de film EV, bară colectoare pentru invertor PV (PUTERE SOLAR), bară colectoare laminată, carcase din aluminiu pentru baterii de energie nouă, cupru/alama/aluminiu/oțel inoxidabil Piese de ștanțare și alte produse electrice Ansamblu de ștanțare și sudare a metalelor de peste 18 ani în China. Am început ca o operațiune mică, dar acum am devenit unul dintre cei mai importanți furnizori din industria EV și PV din China.

Dacă aveți orice nevoie, vă rugăm să nu ezitați să ne contactați și vă vom răspunde cât mai curând posibil!