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新しいしなやかなスーパーキャパシタは、10分で電気自動車を充電できます

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本記事は、New Bendable Supercapacitor Can Charge EVs In 10 Minutes
翻訳・再構成したものです。
配信元または著者の許可を得て配信しています。

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読了時間 : 約2分3秒

研究者は、高電力密度と高エネルギー密度の両方を実現する、しなやかなスーパーキャパシタを設計しました。180度に曲がっていても、性能の低下はありません。5,000サイクル後、容量の97.8%を保持できます。

 

スーパーキャパシタは、モバイル電源用の電気化学エネルギー貯蔵デバイスとして有望です。これらは充電式バッテリーと電解コンデンサーのギャップを解消します。

 

従来の電気化学エネルギー貯蔵デバイスは、安全な操作、高い出力密度、長いサイクル寿命を持っているにもかかわらず、実用的な用途ではエネルギー密度が低いため制限されています。

 

ユニバーシティ・カレッジ・ロンドンと中国科学院の研究者は、長期間使用するためにとてつもない量のエネルギーを迅速かつ安全に充電する、曲げやすいスーパーキャパシタを設計しました。

 

既存の高出力充電器とは異なり、小さな空間に大量のエネルギーを保存できます。このデバイスはまだ開発の初期段階にありますが、スマートフォン、ウェアラブルテクノロジー、電気自動車(EV)などの多くのアプリケーションで携帯用電源としての大きな可能性を提示しています。

 

新しく開発されたスーパーキャパシタは、既存の蓄電技術と一緒に使用するか、その代替として使用して、より多くの電力を提供することができます。

 

電解液を含まずに(爆発のリスクを最小限に抑えます)、性能を低下させることなく180度まで曲げることができます。これらの機能により、ウェアラブルデバイスや折り曲げ可能なスマートフォンへ取り入れるのに最適です。

 

最適化された素材

研究チームは、細孔を持つ特殊なグラフェン電極材料を使用した新しい設計を構築しました。細孔のサイズは、電荷を効率的に保存するために変更できます。彼らは材料を多様な形状でテストし、細孔径が電解質中のイオンの直径に等しいときにデバイスが最高の性能を発揮することを発見しました。

 

この調整により、新しいスーパーキャパシタには2つの特性が与えられています。

 

1.高電力密度:充電/放電の速度。

2.高エネルギー密度:どれくらいの時間動作できるか。

 

対照的に、既存のスーパーキャパシタはこれらの特性のうち1つのみを示します。

スーパーキャパシタの最大エネルギー密度は88.1ワットアワー/リットル(Wh / L)に達しますが、これは、これまでの炭素ベースのスーパーキャパシタによって達成された最高のエネルギー密度です。

 

電気自動車で使用されている既存の鉛蓄電池のエネルギー密度は50〜90 Wh / Lですが、急速充電の商用技術では、通常5〜8 Wh / Lです。

 

新しいスーパーキャパシタのエネルギー密度は鉛蓄電池に匹敵しますが、その電力密度は1リットルあたり10,000ワットであり、標準の鉛蓄電池よりも2桁高いです。

6cm×6cmのスーパーキャパシターは、180度曲げても性能の低下はありません。 さらに、5,000サイクル後に容量の97.8%を保持できます。

 

このようなコンパクトなエネルギー貯蔵の実現は、スーパーキャパシタ実用化への重要な一歩を表しています。急速充電機能、優れた柔軟性、耐久性は小型電子機器や電気自動車のポータブル電源に最適です。数分で携帯を充電する(0から100%へ)ことや、10分以内に電気自動車を充電することを想像してください。

 

現在のところ、このスーパーキャパシタは商業化からはほど遠いものです。チームは、設計と効率のさらなる改善に取り組んでいます。

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