Nästan okänt i väst har det kinesiska företaget Toomen New Energy från Shenzhen kunnat utveckla teknik för tillverkning av kraftkondensatorer, vilket kan bli en kompromiss mellan superkondensatorer och litiumjonbatterier. Utvecklingen visade sig vara oväntat unik även för sofistikerade europeiska ingenjörer och vetenskapsmän.
I Europa, partner till Toomen New Energy Kurt.Energy. Chefen för startupen, Eric Verhulst, upptäckte Toomen New Energys lilla monter på Hannover Messe i Tyskland redan 2018, när han tittade på lovande batteriteknologier för elfordonskraftverk. De testade Toomen-kraftkondensatorerna överträffade ingenjörens vildaste drömmar. På den tiden var deras egenskaper 20 gånger större än liknande Maxwell-produkter. Det var något att bli förvånad över!
Strukturellt är Toomen-kraftkondensatorer ett element för att lagra elektrisk laddning utan en kemisk reaktion, som ungefär händer i en superkondensator. En elektrod för "aktiverat kol" är gjord av grafen, och den andra "baserad på en litiumförening, men jämfört med litiumjonbatterier finns det inget aktivt litium."
När de tillverkas är sådana energilagringskällor dyrare än klassiska litiumjoner, men i termer av dollar per kilowatt per cykel (laddning) är de billigare. På grund av den höga uteffekten kan kraftkondensatorer också användas i hybridkraftverk i bilar som en buffertlösning, vilket kommer att spara bränsle och laddas mycket snabbt - inom några minuter.
Toomens kraftkondensatorer har ingen elektrolyt. Istället innehåller elementen något fyllmedel för laddningsöverföring. Denna design utgör inte ett hot mot miljön om skalet går sönder och är obrännbart.
Toomen tillverkar för närvarande två typer av kraftkondensatorer. En av dem är fokuserad på den högsta tätheten av lagrad energi, och den andra ger maximal kraft. Toomens högdensitetsceller erbjuder för närvarande energitätheter i intervallet 200–260 Wh/kg, med effektdensiteter från 300–500 W/kg. Högeffektselement representeras av prover med en energitäthet på 80–100 Wh/kg med en effekttäthet på cirka 1500 W/kg och toppar på upp till 5000 W/kg.
Som jämförelse erbjuder Maxwells nuvarande DuraBlue-superkondensatorer mycket lägre energitätheter på 8–10 Wh/kg, men mycket höga effekttätheter på cirka 12 000–14 000 W/kg. Å andra sidan erbjuder ett bra litiumjonbatteri en energilagringstäthet på 150–250 Wh/kg och en effekttäthet i området 250–350 Wh/kg. Det är lätt att se att Toomen-effektkondensatorer ger den högsta energilagringstätheten vid en måttlig effekttäthet för superkondensatorer och den högsta effekttätheten vid gränsen för energilagringstätheten i litiumjonbatterier.
Dessutom kan Toomen kraftkondensatorer fungera i temperaturer från -50ºC till 45ºC utan värme- eller kylskydd. För bilbatterier är detta en viktig fördel, eftersom de inte kommer att kräva något termiskt skydd eller kontrollelektronik, vilket innebär att de kommer att spara lite mer på kostnaden och vikten för kraftdelsystemet.
Källa: 3dnews.ru