Prawie nieznanej na Zachodzie chińskiej firmie Toomen New Energy z Shenzhen udało się opracować technologię produkcji kondensatorów mocy, która mogłaby stać się kompromisem pomiędzy superkondensatorami a akumulatorami litowo-jonowymi. Rozwój okazał się nieoczekiwanie wyjątkowy nawet dla wyrafinowanych europejskich inżynierów i naukowców.
W Europie partner Toomen New Energy Kurt.Energia. Szef startupu, Eric Verhulst, odkrył małe stoisko Toomen New Energy na wystawie Hannover Messe w Niemczech w 2018 roku, kiedy przyglądał się obiecującym technologiom akumulatorów do elektrowni pojazdów elektrycznych. Testowane kondensatory mocy Toomen przeszły najśmielsze marzenia inżyniera. W tamtym czasie ich właściwości były 20 razy większe niż podobnych produktów Maxwell. Było się czym dziwić!
Konstrukcyjnie kondensatory mocy Toomen są elementem magazynującym ładunek elektryczny bez reakcji chemicznej, jak to mniej więcej ma miejsce w superkondensatorze. Jedna elektroda „z węglem aktywnym” jest wykonana z grafenu, a druga „jest na bazie związku litu, ale w porównaniu do akumulatorów litowo-jonowych nie ma aktywnego litu”.
W fazie produkcji takie źródła magazynowania energii są droższe od klasycznych źródeł litowo-jonowych, ale w przeliczeniu na kilowat na cykl (opłata) są tańsze. Ponadto, ze względu na dużą moc wyjściową, kondensatory mocy mogą być stosowane w hybrydowych elektrowniach samochodowych jako rozwiązanie buforowe, które pozwoli zaoszczędzić paliwo, a ładowanie będzie bardzo szybkie - w ciągu kilku minut.
Kondensatory mocy Toomen nie mają elektrolitu. Zamiast tego elementy zawierają wypełniacz do przenoszenia ładunku. Konstrukcja ta nie stwarza zagrożenia dla środowiska w przypadku pęknięcia skorupy i jest niepalna.
Toomen produkuje obecnie dwa typy kondensatorów mocy. Jeden z nich nastawiony jest na największą gęstość zmagazynowanej energii, drugi natomiast zapewnia maksymalną moc. Ogniwa Toomen o dużej gęstości oferują obecnie gęstość energii w zakresie 200–260 Wh/kg, przy gęstości mocy w zakresie 300–500 W/kg. Elementy o dużej mocy wyjściowej są reprezentowane przez próbki o gęstości energii 80–100 Wh/kg przy gęstości mocy około 1500 W/kg i szczytowej do 5000 W/kg.
Dla porównania, obecne superkondensatory DuraBlue firmy Maxwell oferują znacznie niższą gęstość energii wynoszącą 8–10 Wh/kg, ale bardzo wysoką gęstość mocy wynoszącą około 12 000–14 000 W/kg. Z drugiej strony dobry akumulator litowo-jonowy oferuje gęstość magazynowania energii na poziomie 150–250 Wh/kg i gęstość mocy w granicach 250–350 Wh/kg. Łatwo zauważyć, że kondensatory mocy Toomen zapewniają najwyższą gęstość magazynowania energii przy umiarkowanej gęstości mocy dla superkondensatorów i najwyższą gęstość mocy na granicy gęstości magazynowania energii w akumulatorach litowo-jonowych.
Ponadto kondensatory mocy Toomen mogą pracować w temperaturach od -50°C do 45°C bez zabezpieczenia przed nagrzewaniem lub chłodzeniem. W przypadku akumulatorów samochodowych jest to istotna zaleta, ponieważ nie będą wymagały żadnych zabezpieczeń termicznych ani elektroniki sterującej, co oznacza, że pozwolą zaoszczędzić nieco więcej na kosztach i wadze podsystemu zasilania.
Źródło: 3dnews.ru