Lännessä lähes tuntematon kiinalainen Shenzhenistä peräisin oleva Toomen New Energy on kyennyt kehittämään tehokondensaattorien tuotantotekniikkaa, josta voi tulla kompromissi superkondensaattorien ja litiumioniakkujen välillä. Kehitys osoittautui odottamattoman ainutlaatuiseksi jopa edistyneille eurooppalaisille insinööreille ja tutkijoille.
Euroopassa Toomen New Energyn kumppani Kurt. Energia. Startupin johtaja Eric Verhulst löysi Toomen New Energyn pienen osaston Hannover Messe -messuilla Saksassa jo vuonna 2018, kun hän tutki lupaavia akkuteknologioita sähköajoneuvojen voimalaitoksiin. Testatut Toomen-tehokondensaattorit ylittivät kaikki insinöörin villeimmät unelmat. Tuolloin niiden ominaisuudet olivat 20 kertaa paremmat kuin vastaavien Maxwell-tuotteiden. Oli jotain yllättävää!
Rakenteellisesti Toomen-tehokondensaattorit ovat elementti, joka varastoi sähkövarausta ilman kemiallista reaktiota, kuten tapahtuu karkeasti superkondensaattorissa. Yksi "aktiivihiili"-elektrodi on valmistettu grafeenista ja toinen "perustuu litiumyhdisteeseen, mutta litiumioniakkuihin verrattuna aktiivista litiumia ei ole."
Valmistettuna tällaiset energian varastointilähteet ovat kalliimpia kuin perinteiset litiumionilähteet, mutta dollareina kilowattia kohden jaksoa (latausta) kohti ne ovat halvempia. Lisäksi suuren lähtötehon ansiosta tehokondensaattoreita voidaan käyttää autojen hybridivoimaloissa puskuriratkaisuna, mikä säästää polttoainetta ja latautuu erittäin nopeasti - muutamassa minuutissa.
Toomenin tehokondensaattoreissa ei ole elektrolyyttiä. Sen sijaan elementit sisältävät täyteainetta varauksen siirtoa varten. Tämä malli ei aiheuta uhkaa ympäristölle, jos kuori repeytyy ja se on syttymätön.
Toomen valmistaa tällä hetkellä kahdenlaisia tehokondensaattoreita. Yksi niistä on keskittynyt korkeimpaan varastoidun energian tiheyteen, ja toinen tarjoaa maksimaalisen tehon. Toomenin korkeatiheyksisten kennojen energiatiheydet ovat tällä hetkellä 200–260 Wh/kg ja tehotiheydet 300–500 W/kg. Suuritehoisia elementtejä edustavat näytteet, joiden energiatiheys on 80–100 Wh/kg tehotiheydellä noin 1500 W/kg ja huipputeho on jopa 5000 W/kg.
Vertailun vuoksi Maxwellin nykyiset DuraBlue-superkondensaattorit tarjoavat paljon pienemmät energiatiheydet, 8–10 Wh/kg, mutta erittäin korkeat tehotiheydet, noin 12 000–14 000 W/kg. Toisaalta hyvä litiumioniakku tarjoaa energian varastointitiheyden 150–250 Wh/kg ja tehotiheyden 250–350 Wh/kg. On helppo nähdä, että Toomen-tehokondensaattorit tarjoavat suurimman energian varastointitiheyden kohtuullisella tehotiheydellä superkondensaattoreille ja suurimman tehotiheyden energian varastointitiheyden rajalla litiumioniakuissa.
Lisäksi Toomenin tehokondensaattorit voivat toimia lämpötiloissa -50ºC - 45ºC ilman lämmitys- tai jäähdytyssuojaa. Autojen akuille tämä on tärkeä etu, koska ne eivät vaadi lämpösuojausta tai ohjauselektroniikkaa, mikä tarkoittaa, että ne säästävät enemmän tehoosajärjestelmän kustannuksissa ja painossa.
Lähde: 3dnews.ru