Läänes peaaegu tundmatu Hiina ettevõte Toomen New Energy Shenzhenist on suutnud välja töötada võimsuskondensaatorite tootmise tehnoloogia, millest võib saada kompromiss superkondensaatorite ja liitiumioonakude vahel. Arendus osutus ootamatult ainulaadseks isegi kogenud Euroopa inseneride ja teadlaste jaoks.
Euroopas Toomen Uue Energia partner Kurt.Energia. Startupi juht Eric Verhulst avastas Toomen New Energy väikese stendi Saksamaal Hannover Messe näitusel juba 2018. aastal, kui uuris elektrisõidukite elektrijaamade perspektiivseid akutehnoloogiaid. Katsetatud Toomeni võimsuskondensaatorid ületasid kõik inseneri metsikumad unistused. Sel ajal olid nende omadused 20 korda paremad kui sarnastel Maxwelli toodetel. Oli, mille üle imestada!
Struktuuriliselt on Toomeni võimsuskondensaatorid element, mis salvestab elektrilaengu ilma keemilise reaktsioonita, nagu superkondensaatorites umbkaudu juhtub. Üks "aktiivsöe" elektrood on valmistatud grafeenist ja teine "põhineb liitiumiühendil, kuid võrreldes liitiumioonakudega pole aktiivset liitiumit".
Valmistatuna on sellised energiasalvestid kallimad kui klassikalised liitiumioonallikad, kuid dollarites kilovati kohta tsükli (laadimise) kohta on need odavamad. Samuti saab tänu suurele väljundvõimsusele kasutada võimsuskondensaatoreid autode hübriidelektrijaamades puhverlahendusena, mis säästab kütust ja laetakse väga kiiresti – loetud minutitega.
Toomeni võimsuskondensaatoritel pole elektrolüüti. Selle asemel sisaldavad elemendid laengu ülekandmiseks täiteainet. See konstruktsioon ei ohusta keskkonda, kui kest puruneb ja on mittesüttiv.
Toomen toodab praegu kahte tüüpi võimsuskondensaatoreid. Üks neist on keskendunud salvestatud energia suurimale tihedusele ja teine annab maksimaalse võimsuse. Toomeni suure tihedusega elemendid pakuvad praegu energiatihedust vahemikus 200–260 Wh/kg, võimsustihedusega 300–500 W/kg. Suure väljundvõimsusega elemente esindavad proovid energiatihedusega 80–100 Wh/kg, võimsustihedusega umbes 1500 W/kg ja tipptasemel kuni 5000 W/kg.
Võrdluseks, Maxwelli praegused DuraBlue superkondensaatorid pakuvad palju väiksemat energiatihedust 8–10 Wh/kg, kuid väga suurt võimsustihedust, umbes 12 000–14 000 W/kg. Teisest küljest pakub hea liitiumioonaku energia salvestamise tihedust 150–250 Wh/kg ja võimsustihedust 250–350 Wh/kg. On hästi näha, et Toomeni võimsuskondensaatorid tagavad kõrgeima energiasalvestustiheduse mõõduka võimsustiheduse juures superkondensaatoritel ja suurima võimsustiheduse energiasalvestustiheduse piiril liitiumioonakudes.
Lisaks võivad Toomeni võimsuskondensaatorid töötada temperatuurivahemikus -50ºC kuni 45ºC ilma kütte- või jahutuskaitseta. Autoakude jaoks on see oluline eelis, kuna need ei vaja termokaitset ega juhtimiselektroonikat, mis tähendab, et need säästavad energia alamsüsteemi kulusid ja kaalu.
Allikas: 3dnews.ru