Quasi sconosciuta in Occidente, l'azienda cinese Toomen New Energy di Shenzhen è riuscita a sviluppare una tecnologia per la produzione di condensatori di potenza, che potrebbe diventare un compromesso tra i supercondensatori e le batterie agli ioni di litio. Lo sviluppo si è rivelato inaspettatamente unico anche per i sofisticati ingegneri e scienziati europei.
In Europa, partner di Toomen New Energy Kurt.Energia. Il capo della startup, Eric Verhulst, ha scoperto il piccolo stand di Toomen New Energy alla fiera Hannover Messe in Germania nel 2018, quando stava esaminando le promettenti tecnologie delle batterie per le centrali elettriche dei veicoli elettrici. I condensatori di potenza Toomen testati hanno superato tutti i sogni più sfrenati dell'ingegnere. A quel tempo, le loro caratteristiche erano 20 volte superiori a quelle dei prodotti Maxwell simili. C'era di che stupirsi!
Strutturalmente, i condensatori di potenza Toomen sono un elemento di accumulo di carica elettrica senza reazione chimica, come accade grosso modo in un supercondensatore. Un elettrodo di “carbone attivo” è fatto di grafene e l’altro “è basato su un composto di litio, ma rispetto alle batterie agli ioni di litio non c’è litio attivo”.
Una volta prodotte, tali fonti di accumulo di energia sono più costose di quelle classiche agli ioni di litio, ma in termini di dollari per kilowatt per ciclo (carica), sono più economiche. Inoltre, grazie all'elevata potenza di uscita, i condensatori di potenza possono essere utilizzati nelle centrali elettriche ibride delle automobili come soluzione tampone, che farà risparmiare carburante e si caricherà molto rapidamente, in pochi minuti.
I condensatori di potenza Toomen non hanno elettrolita. Invece, gli elementi contengono del riempitivo per il trasferimento della carica. Questo design non rappresenta una minaccia per l'ambiente se il guscio si rompe ed è non infiammabile.
Toomen attualmente produce due tipi di condensatori di potenza. Uno di essi è focalizzato sulla massima densità di energia immagazzinata, mentre l'altro fornisce la massima potenza. Le celle ad alta densità di Toomen offrono attualmente densità di energia comprese tra 200 e 260 Wh/kg, con densità di potenza comprese tra 300 e 500 W/kg. Gli elementi ad alta potenza in uscita sono rappresentati da campioni con una densità di energia di 80–100 Wh/kg con una densità di potenza di circa 1500 W/kg e con un picco fino a 5000 W/kg.
In confronto, gli attuali supercondensatori DuraBlue di Maxwell offrono densità di energia molto più basse, pari a 8-10 Wh/kg, ma densità di potenza molto elevate, pari a circa 12-000 W/kg. D’altro canto, una buona batteria agli ioni di litio offre una densità di accumulo di energia di 14–000 Wh/kg e una densità di potenza nell’ordine di 150–250 Wh/kg. È facile vedere che i condensatori di potenza Toomen forniscono la massima densità di accumulo di energia a una densità di potenza moderata per i supercondensatori e la massima densità di potenza al limite della densità di accumulo di energia nelle batterie agli ioni di litio.
Inoltre, i condensatori di potenza Toomen possono funzionare a temperature comprese tra -50ºC e 45ºC senza protezione dal riscaldamento o dal raffreddamento. Per le batterie per auto, questo è un vantaggio importante, perché non richiederanno alcuna protezione termica o elettronica di controllo, il che significa che risparmieranno ulteriormente sul costo e sul peso del sottosistema di alimentazione.
Fonte: 3dnews.ru