በኤሌክትሪክ ተሽከርካሪዎች ውስጥ ሱፐርካፓተር ባትሪዎችን መተካት ይችላሉን?

በተሽከርካሪዎች ዝግመተ ለውጥ ውስጥ አዲስ ዙር እንደመሆናቸው የኤሌክትሪክ መኪኖች እና ዲቃላዎች በዘመናዊው የሞተር አሽከርካሪ አእምሮ ውስጥ በጥብቅ የተመሰረቱ ናቸው ፡፡ ከ ICE ጋር ከተገጠሙ ሞዴሎች ጋር ሲነፃፀሩ እነዚህ ተሽከርካሪዎች የራሳቸው ጥቅሞች እና ጉዳቶች አሏቸው ፡፡

ጥቅሞቹ ሁል ጊዜ ጸጥ ያለ ሥራን ያካትታሉ ፣ እንዲሁም በሚጓዙበት ወቅት ብክለት አለመኖሩን ያጠቃልላል (ምንም እንኳን ዛሬ ለኤሌክትሪክ ተሽከርካሪ አንድ ባትሪ መሥራት አንድ ነጠላ የሞተር ሞተር ሥራ ከ 30 ዓመት በላይ አካባቢን ያረክሳል) ፡፡

የኤሌክትሪክ ተሽከርካሪዎች ዋነኛው ኪሳራ ባትሪውን የመሙላት ፍላጎት ነው ፡፡ ከዚህ ጋር ተያይዘው መሪ የመኪና አምራቾች የባትሪ ዕድሜን እንዴት እንደሚያሳድጉ እና በክሶች መካከል ያለውን ልዩነት እንዴት እንደሚያሳድጉ የተለያዩ አማራጮችን እያዘጋጁ ነው ፡፡ ከነዚህ አማራጮች አንዱ የሱፐርካፓተር አጠቃቀም ነው ፡፡

የአዲሱ የመኪና ኢንዱስትሪ ምሳሌን በመጠቀም ይህንን ቴክኖሎጂ ያስቡ - Lamborghini Sian። የዚህ ልማት ጥቅሞች እና ጉዳቶች ምንድናቸው?

በኤሌክትሪክ ተሽከርካሪ ገበያ ውስጥ አዲስ

Lamborghini አንድ ዲቃላ ማምረት ሲጀምር ፣ እሱ የበለጠ ኃይለኛ የቶዮታ ፕራይስ ስሪት ብቻ እንደማይሆን እርግጠኛ መሆን ይችላሉ።

የጣሊያን ኤሌክትሪክ ኃይል ማመንጫ ኩባንያ የመጀመሪያ የሆነው ሲያን ከሊቲየም-አዮን ባትሪዎች ይልቅ ሱፐርካፓከተሮችን የሚጠቀም የመጀመሪያው የምርት ድቅል መኪና (አንድ ትልቅ 63 ነው) ፡፡

ብዙ የፊዚክስ ሊቃውንትና መሐንዲሶች እነዚህ የሊቲየም-አዮን ባትሪዎች ሳይሆን የጅምላ የኤሌክትሪክ ተንቀሳቃሽነት ቁልፎች እንደሆኑ ያምናሉ ፡፡ ሲያን ኤሌክትሪክን ለማከማቸት እነዚህን ሲጠቀምባቸው እና ሲያስፈልግ ወደ ትንሹ ኤሌክትሪክ ሞተር ይመገባቸዋል ፡፡

የሱፐርካፓተር ጥቅሞች

Supercapacitors ከአብዛኞቹ ዘመናዊ ባትሪዎች እጅግ በጣም ፈጣን በሆነ ኃይል ኃይል ይሞላሉ እና ይለቃሉ ፡፡ በተጨማሪም ፣ አቅማቸውን ሳያጡ በከፍተኛ ሁኔታ ተጨማሪ የኃይል መሙያዎችን መቋቋም እና ዑደቶችን ይወጣሉ ፡፡

በሲያን ጉዳይ ላይ ሱፐርካፒተር በማርሽ ሳጥኑ ውስጥ የተገነባውን 25 ኪሎ ዋት የኤሌክትሪክ ሞተር ያሽከረክራል ፡፡ ለ 6,5 ፈረስ ኃይል 12 ሊትር V785 የውስጥ ለቃጠሎ ሞተር ተጨማሪ ማበረታቻ መስጠት ወይም እንደ መኪና ማቆሚያ ባሉ ዝቅተኛ ፍጥነት በሚንቀሳቀሱበት ጊዜ የስፖርት መኪናውን በራሱ መንዳት ይችላል ፡፡

ክፍያው በጣም ፈጣን ስለሆነ ይህ ድቅል ወደ ግድግዳ መውጫ ወይም የኃይል መሙያ ጣቢያ ውስጥ መሰካት አያስፈልገውም። ተሽከርካሪውን በሚቆሙበት ጊዜ ሱፐርካፓተር ሙሉ በሙሉ ይሞላሉ ፡፡ የባትሪ ድቅልዎች ብሬኪንግ የኃይል ማገገሚያ አላቸው ፣ ግን ቀርፋፋ እና የኤሌክትሪክ መስመሩን ለማራዘም በከፊል ብቻ ይረዳል።

የሱፐርካፓሲተሩ ሌላ በጣም ትልቅ ትራምፕ ካርድ አለው፡ ክብደት። በላምቦርጊኒ ሲአን አጠቃላይ ስርዓቱ - ኤሌክትሪክ ሞተር እና አቅም ያለው - በክብደቱ ላይ 34 ኪሎ ግራም ብቻ ይጨምራል። በዚህ ሁኔታ የኃይል መጨመር 33,5 ፈረስ ኃይል ነው. ለማነጻጸር፣ የሬኖ ዞዪ ባትሪ ብቻ (በ136 ፈረስ ሃይል) 400kg ይመዝናል።

የሱፐርካፓተር ጉዳቶች ጉዳቶች

በእርግጥ ሱፐርካፓሲተሮችም ከባትሪ ጋር ሲነፃፀሩ ጉዳቶች አሏቸው። ከጊዜ በኋላ ኃይልን በጣም የከፋ ያከማቻሉ - ሲያን ለአንድ ሳምንት ያህል ካልጋለበ, በ capacitor ውስጥ ምንም ጉልበት አይኖርም. ግን ለዚህ ችግር መፍትሄዎችም አሉ. ላምቦርጊኒ ከማሳቹሴትስ የቴክኖሎጂ ኢንስቲትዩት (MIT) ጋር በሱፐርካፓሲተሮች ላይ የተመሰረተ ንፁህ የኤሌክትሪክ ሞዴል ለመፍጠር እየሰራ ነው፣ የታዋቂው ቴርዞ ሚሊኒዮ (ሶስተኛ ሚሊኒየም) ጽንሰ-ሀሳብ።

bst

በነገራችን ላይ በቮልስዋገን ግሩፕ ስር የሚገኘው ላምቦርጊኒ በዚህ አካባቢ እየሞከረ ያለው ኩባንያ ብቻ አይደለም። የፔጁ ዲቃላ ሞዴሎች ለዓመታት ሱፐርካፓሲተሮችን ሲጠቀሙ ቆይተዋል፣ እንደ ቶዮታ እና የሆንዳ ሃይድሮጂን ነዳጅ ሴል ሞዴሎች። የቻይና እና የኮሪያ አምራቾች በኤሌክትሪክ አውቶቡሶች እና በጭነት መኪናዎች ውስጥ እየጫኑዋቸው ነው። እና ባለፈው አመት ቴስላ ማክስዌል ኤሌክትሮኒክስን ገዛው, ከአለም ትልቁ ሱፐር ካፓሲተር ሰሪዎች አንዱ ነው, ይህም ቢያንስ ኢሎን ማስክ በቴክኖሎጂው የወደፊት ሁኔታ እንደሚያምን እርግጠኛ ምልክት ነው.

Supercapacitors ን ለመረዳት 7 ቁልፍ እውነታዎች

1 ባትሪዎች እንዴት እንደሚሠሩ

የባትሪ ቴክኖሎጂ እንዴት እንደሚሰራ ሳናስብ ለረጅም ጊዜ ከወሰድናቸው ነገሮች ውስጥ አንዱ ነው። ብዙ ሰዎች ኃይል በሚሞላበት ጊዜ በቀላሉ ኤሌክትሪክ ወደ ባትሪው ውስጥ እንደ ውሃ ወደ ብርጭቆ ውስጥ እንደምናፈስሰው ያስባሉ።

ነገር ግን ባትሪ ኤሌክትሪክን በቀጥታ አያከማችም ነገር ግን የሚያመነጨው በሁለት ኤሌክትሮዶች መካከል በሚፈጠር ኬሚካላዊ ምላሽ እና ፈሳሽ (በተለምዶ) የሚለያያቸው ሲሆን ይህም ኤሌክትሮላይት ይባላል። በዚህ ምላሽ, በውስጡ ያሉት ኬሚካሎች ወደ ሌሎች ይለወጣሉ. በዚህ ሂደት ውስጥ ኤሌክትሪክ ይፈጠራል. ሙሉ ለሙሉ ሲለወጡ, ምላሹ ይቆማል - ባትሪው ይወጣል.

ነገር ግን, በሚሞሉ ባትሪዎች, ምላሹም በተቃራኒው ሊከሰት ይችላል - በሚሞሉበት ጊዜ, ጉልበቱ የተገላቢጦሽ ሂደትን ይጀምራል, ይህም የመጀመሪያዎቹን ኬሚካሎች ያድሳል. ይህ በመቶዎች ወይም በሺዎች የሚቆጠሩ ጊዜያት ሊደገም ይችላል, ነገር ግን ኪሳራዎች መኖራቸው የማይቀር ነው. ከጊዜ በኋላ ጥገኛ የሆኑ ንጥረ ነገሮች በኤሌክትሮዶች ላይ ይገነባሉ, ስለዚህ የባትሪው ህይወት ውስን ነው (በተለምዶ ከ 3000 እስከ 5000 ዑደቶች).

2 capacitors እንዴት እንደሚሠሩ

በማጠራቀሚያው ውስጥ ምንም ዓይነት ኬሚካዊ ምላሾች አይከናወኑም ፡፡ አዎንታዊ እና አሉታዊ ክፍያዎች በተንቀሳቃሽ ኤሌክትሪክ ብቻ የሚመነጩ ናቸው። በኬፕተሩ ውስጥ ዲየ ኤሌክትሪክ ተብሎ በሚጠራ የማጣሪያ ቁሳቁስ የተለዩ ሁለት የሚሠሩ የብረት ሳህኖች አሉ ፡፡

ባትሪ መሙላት በሱፍ ሹራብ ውስጥ ኳሱን ከማሸት ጋር የማይለዋወጥ የኤሌክትሪክ ኃይል እንዲጣበቅ በጣም ተመሳሳይ ነው። በፕላኖቹ ውስጥ ቀና እና አሉታዊ ክፍያዎች ተከማችተዋል ፣ እናም በመካከላቸው ያለው መለያ ወደ ግንኙነታቸው እንዳይመጡ የሚያደርጋቸው በእውነቱ ኃይልን የማከማቸት ዘዴ ነው ፡፡ አቅም ሳይጠፋ አንድ ሚሊዮን ጊዜ እንኳ ቢሆን መያዣውን ቻርጅ ማድረግ እና ማስለቀቅ ይችላል ፡፡

3 supercapacitors ምንድን ናቸው?

ተለምዷዊ capacitors ኃይልን ለማከማቸት በጣም ትንሽ ናቸው - ብዙውን ጊዜ በማይክሮፋራዶች (በሚሊዮኖች የሚቆጠሩ ፋራዶች) ይለካሉ. በ 1950 ዎቹ ውስጥ ሱፐርካፓሲተሮች የተፈጠሩት ለዚህ ነው. እንደ ማክስዌል ቴክኖሎጅ ባሉ ኩባንያዎች በተመረቱት ትላልቅ የኢንደስትሪ ልዩነቶች አቅሙ ብዙ ሺህ ፋራዶችን ማለትም የሊቲየም-አዮን ባትሪ አቅም ከ10-20% ይደርሳል።

4 ሱፐርካፓሳተሮች እንዴት እንደሚሠሩ

ከተለመዱት capacitors በተቃራኒ ዳይኤሌክትሪክ የለም. በምትኩ, ሁለቱ ሳህኖች በኤሌክትሮላይት ውስጥ ጠልቀው በጣም ቀጭን በሆነ የኢንሱሌሽን ንብርብር ይለያያሉ. የእነዚህ ሳህኖች ስፋት ሲጨምር እና በመካከላቸው ያለው ርቀት እየቀነሰ ሲሄድ የሱፐር ካፓሲተር አቅም ይጨምራል። የገጽታ ቦታን ለመጨመር በአሁኑ ጊዜ እንደ ካርቦን ናኖቱብስ ባሉ ባለ ቀዳዳ ቁሳቁሶች ተሸፍነዋል (በጣም ጥቃቅን እስከ 10 ቢሊዮን የሚሆኑት በአንድ ካሬ ሴንቲ ሜትር ውስጥ ይጣጣማሉ)። መለያው ከግራፊን ንብርብር ጋር አንድ ሞለኪውል ውፍረት ብቻ ሊሆን ይችላል።

ልዩነቱን ለመረዳት ኤሌክትሪክን እንደ ውሃ ማሰብ ጥሩ ነው ፡፡ አንድ ቀላል ካፒተር ከዚያ ውስን መጠን ሊወስድ የሚችል እንደ ወረቀት ፎጣ ይሆናል። ሱፐርካፒተር በምሳሌው ውስጥ የወጥ ቤት ስፖንጅ ነው ፡፡

5 ባትሪዎች-ጥቅሞች እና ጉዳቶች

ባትሪዎች አንድ ጉልህ ጥቅም አላቸው - ከፍተኛ የኃይል ጥንካሬ, ይህም በአንጻራዊ ሁኔታ ከፍተኛ መጠን ያለው ኃይልን በትንሽ ማጠራቀሚያ ውስጥ እንዲያከማቹ ያስችላቸዋል.

ነገር ግን፣ እነሱም ብዙ ድክመቶች አሏቸው - ከባድ ክብደት፣ የተገደበ ህይወት፣ ቀርፋፋ ባትሪ መሙላት እና በአንጻራዊነት ቀርፋፋ የኃይል ልቀት። በተጨማሪም መርዛማ ብረቶች እና ሌሎች አደገኛ ንጥረ ነገሮች ለምርታቸው ጥቅም ላይ ይውላሉ. ባትሪዎች በጠባብ የሙቀት መጠን ላይ ብቻ ውጤታማ ናቸው, ስለዚህ ብዙውን ጊዜ ማቀዝቀዝ ወይም ማሞቅ አለባቸው, ይህም ከፍተኛ ቅልጥፍናቸውን ይቀንሳል.

6 Supercapacitors: ጥቅሞች እና ጉዳቶች

Supercapacitors ከባትሪዎች በጣም ቀላል ናቸው፣ ህይወታቸው በአንፃራዊነት ረጅም ነው፣ ምንም አይነት አደገኛ ንጥረ ነገር አያስፈልጋቸውም፣ ኃይልን ይሞላሉ እና ወዲያውኑ ይለቀቃሉ። ምንም አይነት ውስጣዊ ተቃውሞ ስለሌላቸው, ለመስራት ኃይል አይጠቀሙም - ውጤታማነታቸው 97-98% ነው. Supercapacitors ከ -40 እስከ +65 ዲግሪ ሴንቲ ግሬድ ባለው አጠቃላይ ክልል ውስጥ ጉልህ ልዩነቶች ሳይኖሩ ይሰራሉ።

ጉዳቱ ከሊቲየም-አዮን ባትሪዎች በጣም ያነሰ ኃይልን ያከማቻሉ ፡፡

7 አዲስ ይዘት

እጅግ በጣም ዘመናዊ የሆኑት ዘመናዊ ሱፐርካፕተሮች እንኳን በኤሌክትሪክ ተሽከርካሪዎች ውስጥ ባትሪዎችን ሙሉ በሙሉ መተካት አይችሉም ፡፡ ግን ብዙ ሳይንቲስቶች እና የግል ኩባንያዎች እነሱን ለማሻሻል እየሰሩ ናቸው ፡፡ ለምሳሌ ፣ በእንግሊዝ ውስጥ Superdielectrics የመገናኛ ሌንሶችን ለማምረት በመጀመሪያ ከተሰራ ቁሳቁስ ጋር እየሰራ ነው ፡፡

አጽም ቴክኖሎጅዎች ከግራፊን ጋር አብሮ በመስራት ላይ ይገኛል፣ የአልትሮፒክ የካርቦን አይነት። አንድ ንብርብር አንድ አቶም ውፍረት ከፍተኛ ጥንካሬ ካለው ብረት 100 እጥፍ ይበልጣል እና 1 ግራም ብቻ 2000 ካሬ ሜትር ሊሸፍን ይችላል. ኩባንያው graphene supercapacitors በተለመደው በናፍታ በቫኖች ውስጥ በመትከል 32% የነዳጅ ቁጠባ አግኝቷል።

ምንም እንኳን ሱፐርካፕተሮች አሁንም ባትሪውን ሙሉ በሙሉ መተካት ባይችሉም ፣ ዛሬ በዚህ ቴክኖሎጂ ልማት ውስጥ አዎንታዊ አዝማሚያ አለ ፡፡

ጥያቄዎች እና መልሶች

ሱፐርካፓሲተር እንዴት ይሠራል? ልክ እንደ ከፍተኛ አቅም ያለው መያዣ (capacitor) በተመሳሳይ መንገድ ይሰራል. በውስጡም ኤሌክትሮላይት በፖላራይዜሽን ወቅት በስታቲስቲክስ ምክንያት ኤሌክትሪክ ይከማቻል. ምንም እንኳን ኤሌክትሮኬሚካላዊ መሳሪያ ቢሆንም ምንም አይነት ኬሚካላዊ ምላሽ አይከሰትም.

ሱፐርካፓሲተር ምንድነው? ሱፐርካፓሲተሮች ለኃይል ማከማቻ፣ ለጀማሪ ሞተሮች፣ በድብልቅ ተሽከርካሪዎች ውስጥ፣ የአጭር ጊዜ ወቅታዊ ምንጮች ሆነው ያገለግላሉ።

ሱፐር ካፓሲተር ከተለያዩ የባትሪ ዓይነቶች እንዴት ይለያል? ባትሪው በኬሚካላዊ ምላሽ በራሱ ኤሌክትሪክ ማመንጨት ይችላል. ሱፐርካፓሲተሩ የተለቀቀውን ኃይል ብቻ ይሰበስባል.

Supercapacitor የት ጥቅም ላይ ይውላል? ዝቅተኛ አቅም ያላቸው capacitors በፍላሽ አሃዶች (ሙሉ በሙሉ የተለቀቁ) እና ከፍተኛ ቁጥር ያለው የመልቀቂያ / የመሙያ ዑደቶች በሚፈልጉበት በማንኛውም ስርዓት ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላሉ።