Σχεδόν άγνωστη στη Δύση, η κινεζική εταιρεία Toomen New Energy από το Shenzhen κατάφερε να αναπτύξει τεχνολογία για την παραγωγή πυκνωτών ισχύος, που θα μπορούσε να γίνει συμβιβασμός μεταξύ υπερπυκνωτών και μπαταριών ιόντων λιθίου. Η ανάπτυξη αποδείχθηκε απροσδόκητα μοναδική ακόμη και για εξελιγμένους Ευρωπαίους μηχανικούς και επιστήμονες.
Στην Ευρώπη, συνεργάτης της Toomen New Energy Kurt.Ενέργεια. Ο επικεφαλής της startup, Eric Verhulst, ανακάλυψε το μικρό περίπτερο της Toomen New Energy στην έκθεση Hannover Messe στη Γερμανία το 2018, όταν εξέταζε πολλά υποσχόμενες τεχνολογίες μπαταριών για σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής ηλεκτρικών οχημάτων. Οι πυκνωτές ισχύος Toomen που δοκιμάστηκαν ξεπέρασαν όλα τα πιο τρελά όνειρα του μηχανικού. Εκείνη την εποχή, τα χαρακτηριστικά τους ήταν 20 φορές μεγαλύτερα από αυτά παρόμοιων προϊόντων Maxwell. Υπήρχε κάτι για να εκπλαγείτε!
Δομικά, οι πυκνωτές ισχύος Toomen είναι ένα στοιχείο αποθήκευσης ηλεκτρικού φορτίου χωρίς χημική αντίδραση, όπως περίπου συμβαίνει σε έναν υπερπυκνωτή. Το ένα ηλεκτρόδιο «ενεργού άνθρακα» είναι κατασκευασμένο από γραφένιο και το άλλο «βασίζεται σε μια ένωση λιθίου, αλλά σε σύγκριση με τις μπαταρίες ιόντων λιθίου δεν υπάρχει ενεργό λίθιο».
Όταν κατασκευάζονται, τέτοιες πηγές αποθήκευσης ενέργειας είναι πιο ακριβές από τις κλασικές ιόντων λιθίου, αλλά σε όρους δολαρίου ανά κιλοβάτ ανά κύκλο (φόρτιση), είναι φθηνότερες. Επίσης, λόγω της υψηλής ισχύος εξόδου, οι πυκνωτές ισχύος μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε υβριδικούς σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής αυτοκινήτων ως λύση buffer, η οποία θα εξοικονομήσει καύσιμα και θα φορτιστεί πολύ γρήγορα - μέσα σε λίγα λεπτά.
Οι πυκνωτές ισχύος Toomen δεν έχουν ηλεκτρολύτη. Αντίθετα, τα στοιχεία περιέχουν κάποιο υλικό πλήρωσης για μεταφορά φορτίου. Αυτός ο σχεδιασμός δεν αποτελεί απειλή για το περιβάλλον εάν το κέλυφος σπάσει και είναι μη εύφλεκτο.
Η Toomen παράγει επί του παρόντος δύο τύπους πυκνωτών ισχύος. Το ένα από αυτά επικεντρώνεται στην υψηλότερη πυκνότητα αποθηκευμένης ενέργειας και το άλλο παρέχει μέγιστη ισχύ. Οι κυψέλες υψηλής πυκνότητας της Toomen προσφέρουν σήμερα πυκνότητες ενέργειας στην περιοχή 200–260 Wh/kg, με πυκνότητες ισχύος που κυμαίνονται από 300–500 W/kg. Τα στοιχεία υψηλής ισχύος εξόδου αντιπροσωπεύονται από δείγματα με ενεργειακή πυκνότητα 80–100 Wh/kg με πυκνότητα ισχύος περίπου 1500 W/kg και κορυφαία έως 5000 W/kg.
Συγκριτικά, οι σημερινοί υπερπυκνωτές DuraBlue της Maxwell προσφέρουν πολύ χαμηλότερες ενεργειακές πυκνότητες 8–10 Wh/kg, αλλά πολύ υψηλές πυκνότητες ισχύος περίπου 12–000 W/kg. Από την άλλη πλευρά, μια καλή μπαταρία ιόντων λιθίου προσφέρει πυκνότητα αποθήκευσης ενέργειας 14–000 Wh/kg και πυκνότητα ισχύος στην περιοχή 150–250 Wh/kg. Είναι εύκολο να διαπιστωθεί ότι οι πυκνωτές ισχύος Toomen παρέχουν την υψηλότερη πυκνότητα αποθήκευσης ενέργειας σε μέτρια πυκνότητα ισχύος για υπερπυκνωτές και την υψηλότερη πυκνότητα ισχύος στο όριο της πυκνότητας αποθήκευσης ενέργειας στις μπαταρίες ιόντων λιθίου.
Επιπλέον, οι πυκνωτές ισχύος Toomen μπορούν να λειτουργήσουν σε θερμοκρασίες που κυμαίνονται από -50ºC έως 45ºC χωρίς προστασία θέρμανσης ή ψύξης. Για τις μπαταρίες αυτοκινήτων, αυτό είναι ένα σημαντικό πλεονέκτημα, επειδή δεν θα απαιτούν θερμική προστασία ή ηλεκτρονικά ελέγχου, πράγμα που σημαίνει ότι θα εξοικονομήσουν λίγο περισσότερο το κόστος και το βάρος του υποσυστήματος ισχύος.
Πηγή: 3dnews.ru