211service.com
Ultra-batteriet
En banebrydende teknologi holder løftet om at oplade elektroniske gadgets på få minutter, aldrig at skulle udskifte et batteri igen, og at sænke prisen på hybridbiler. Faktisk har teknologien potentialet til at give en energilagringsenhed ti gange stærkere end selv de nyeste batterier i hybridbiler – mens den overlever selve køretøjet.
Den nye teknologi, der er udviklet på MIT's Laboratory for Electromagnetic and Electronic Systems, skulle forbedre ultrakondensatorer ved at udskifte kulstof-nanorør og derved i høj grad øge elektrodernes overfladeareal og evnen til at lagre energi.
Ultrakondensatorer, en opsuget version af de kondensatorer, der er meget brugt i elektronik, har eksisteret i årtier. De er kendt for at være kraftfulde, det vil sige at de hurtigt kan absorbere og frigive elektricitet. Men de kan ikke lagre meget energi, så deres lagrede elektricitet er opbrugt i løbet af få sekunder. Som et resultat har de været begrænset til nicheapplikationer, såsom at levere hurtige strømudbrud i nogle hybride transitbusser.
Nu har forskere ved MIT fundet, hvad de mener er en måde at forbedre udholdenheden af ultrakondensatorer adskillige gange - hvilket gør det muligt for enhederne at bevare kraft- og levetidsfordelene, mens de lagrer omtrent lige så meget energi som batterierne, der bruges i hybrider.
Mængden af energi ultrakondensatorer kan holde er relateret til overfladearealet og ledningsevnen af deres elektroder. Forskerne har øget overfladearealet med mere end en størrelsesorden ved at bruge kulstof-nanorør, siger Joel Schindall, professor i elektroteknik ved MIT og en af forskerne på projektet. En kvadratcentimeter ledende plade, når den er belagt med nanorørene, har et overfladeareal på omkring 50.000 kvadratcentimeter, sammenlignet med 2.000 kvadratcentimeter ved at bruge kulstoffet i en kommerciel ultrakondensator i dag. De meget rene kulstofnanorør er også ekstremt ledende, hvilket burde øge effektudgangen i forhold til eksisterende ultrakondensatorer, siger forskerne.
Teknologien kan også finde anvendelser ud over hybrider. Ultrakondensatorer kunne lade bærbare computere og mobiltelefoner oplades på et minut. Og i modsætning til bærbare batterier, som begynder at miste deres evne til at holde en opladning efter et år eller to, kan de stadig være stærke længe efter, at enheden er forældet. Teoretisk set er der ingen proces, der ville få [ultrakapacitoren] til at blive udskiftet, siger professor John Kassakian, en anden af forskerne.
Den største hindring, den nye teknologi sandsynligvis vil møde, er ikke teknisk, men økonomisk. Nanomaterialerne er sandsynligvis hundrede eller tusind gange dyrere i dag end de materialer, vi bruger, siger Michael Sund, talsmand hos Maxwell Technologies, San Diego CA, en producent af kommercielle ultrakondensatorer. De markeder, vi betjener, er prisbaserede. Hvis vores produkt lagrede hundrede gange mere energi, men kostede hundrede gange mere, er der måske ikke noget marked for det.
MIT-forskerne håber dog, at man med tiden og med hjælp fra stordriftsfordele kan lave nanorør-ultrakondensatorer til samme pris som batterier.
Det næste trin er at måle ydeevnen af en enhed ved hjælp af kulstof nanorør og at dyrke nanomaterialerne på et fleksibelt substrat, der kan rulles ind i en storskala ultrakondensator.