Видео-презентация Ecology
Концепция Экопоселения

Наноконденсатор увеличивает емкость в 100 раз



Электростатические наноконденсаторы в нанопористой пленке оксида алюминия (темно-желтый), образованные последовательным напылением атомных слоев металла (синий цвет), диэлектрика (желтый) и снова металла.

Прошедшая неделя оказалась богатой на новые технологии хранения энергии. Сначала – новость о разработке жидких батарей высокой мощности, потом – литиевые батареи, характеристиками похожие на конденсаторы. Теперь конденсатор, характеристиками похожий на аккумулятор. Исследователи Университета Мериленда и Корейский Институт передовой науки и технологии (KAIST) разработал суперконденсатор, содержащий 10 миллиардов наноразмерных конденсаторов на квадратный сантиметр, что даёт площадь поверхности, в 250 раз большую, чем у обычного конденсатора сопоставимого размера. Нано-суперконденсатор разрабатывается главным образом как часть новой гибридной конденсаторно-аккумуляторной системы хранения энергии для электромобилей.

Устройства для хранения электрической энергии делятся на три категории. Аккумуляторные батареи, например – литиево-ионные, запасают большое количество энергии, но могут обеспечивать большую мощность и быстрый разряд. Электрохимические конденсаторы, также основанные на электрохимических процессах, обеспечивают высокую мощность, но при относительно низкой удельной емкости. Напротив, электростатические конденсаторы работают исключительно за счет физических процессов и запасают заряд на поверхностях двух проводников, разделенных слоем изолятора. Они обеспечивают быстрый заряд-разряд и высокую мощность, но крайне низкую удельную емкость.Лучшие модели существующих конденсаторов имеют удельную энергоемкость примерно в 10 раз меньшую, чем у обычного аккумулятора, зато их удельная мощность от 10 до 100 раз больше.

Исследовательская группа Мериленда/KAIST разработала новую конструкцию электростатического конденсатора, позволяющую увеличить удельную емкость подобных устройств более чем в 100 раз, сохраняя высокие мощностные характеристики.

Энергоемкость современных суперконденсаторов колеблется от 0,5 до 30 ВтЧ /кг, для сравнения, обычные свинцово-кислотные аккумуляторы имеют емкость порядка 30-40 ВтЧ/кг, а современные литиево-ионные – порядка 160ВтЧ/кг. В автомобиле бензин содержит порядка 12000 ВтЧ/кг, что при эффективности передачи от бензобака к колесам даёт эффективную плотность энергии в 1800 ВтЧ/кг.

Процесс производства происходит следующим образом: на листе алюминиевой фольги с помощью создается сетка нано-пор. Каждая нанопора имеет 50 нанометров в диаметре и до 30 нанометров в глубину. Сверху наносится два слоя нитрида титана (TiN), разделенные слоем изолятора, и еще один слой алюминиевой фольги. Два внешних слоя фольги действуют как электрические контакты.

Исследователи создали опытные конденсаторы размером 125 микрометров, каждый содержащий миллион наноконденсаторов. Есть еще большие проблемы с масштабированием опытного образца – как сделать пластины, содержащие миллиарды, а не миллионы наноконденсаторов, можно ли их эффективно соединить вместе для храненя больших зарядов. Команда исследователей пока решает, как именно коммерциализировать свое изобретение. Гибридная аккумуляторно-конденсаторная энергоустановка для электромобилей должна состоять из множества конденсаторных панелей, собранных в батарею. Конденсаторные панели также можно интегрировать в солнечные панели или плоские ЖК-дисплеи любой портативной электроники.


Источник: ecogeek.ru с сылкой на NanoCenter


ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ
Пятница, 18 Сентябрь 2009 г. 9:45
Просмотров: 8235

Читайте так же

Сегодня мы расскажем именно о том, как вырастить кедры из кедровых орешков, т.к. уже очень многие знают, что такое дерев...
222
Открытое письмо Виктора Альбертовича Оганесяна, директора Первой Гимназии им. А.С.Пушкина г. Севастополя, Министру просв...
199
Это Церик-Кель, что в Кабардино-Балкарии. Оно входит в группу из пяти озер, в нем никто не купается, хотя это не запреще...
299
Грибы – это другая цивилизация, при этом самая древняя, практически вечная субстанция.Если хотите, чтобы Ваш организм бы...
1710