Tanie i proste przechowywanie energii elektrycznej
Naukowcy z singapurskiego Uniwersytetu Narodowego pracują nad nową membraną, która jest w stanie przechowywać znacznie więcej energii niż nowoczesne baterie litowo-jonowe. Zespół doktora Xie Xian Ninga bada membranę wykonaną z polimeru bazującego na polistyrenie. Membranę zamyka się pomiędzy grafitowymi płytkami. Jej pojemność wynosi 0,2 farada na każdy centymetr kwadratowy. Standardowy kondensator przechowuje obecnie 1 mikrofarad na centymetr kwadratowy.
Dzięki pracom Singapurczyków mogą znacząco spaść ceny urządzeń do przechowywania energii. Obecnie urządzenie z płynnym elektrolitem kosztuje około 7 dolarów za każdy farad pojemności. Nowe membrany pozwalają przechować farad za 62 centy. Innymi słowy, bateria wykorzystująca singapurską membranę za cenę 1 dolara przechowa 10-20 watogodzin. Baterie litowo-jonowe za taką samą kwotę przechowują 2,5 watogodziny.
Membrana charakteryzuje się też olbrzymią wytrzymałością. Jest ona w stanie przetrwać 5000-6000 cykli ładowania/rozładowywania. Ładuje się ponadto szybciej niż standardowa bateria.
W porównaniu z akumulatorami i superkondensatorami te membrany umożliwiają budowanie tanich urządzeń o bardzo prostej architekturze. Co więcej, wydajność membran przewyższa akumulatory i superkondensatory - powiedział doktor Xie.
Komentarze (22)
Jajcenty, 6 października 2011, 14:42
Po pierwsze, to świetna wiadomość przybliżająca przejście na wózki elektryczne. Przy trwałości 5000 cykli ładowania (ponad trzynaście lat codziennego ładowania) mamy dużo mniejsze problemy z przetwarzaniem zużytych akumulatorów.
Po drugie, jak to tak? Bez grafenu? Na polistyrenie? Przecież to niemodne
krzysiek, 6 października 2011, 15:07
Albo czegoś tu brakuje, albo porównanie jest nieporozumieniem
mikroos, 6 października 2011, 15:29
Wszystko jest ok. 0,2 farada to 200 mikrofaradów, więc membrana przechowuje 200-krotnie więcej energii.
Jajcenty, 6 października 2011, 15:42
mikro to 10-6 zatem 2*105 razy więcej. Naprawdę imponujące.
mikroos, 6 października 2011, 15:54
Oczywiście masz rację
romero, 6 października 2011, 18:11
Albo tak imponujace, że już można zapisywać się na nowy samochód elektryczny z takim membranowym akumulatorem i sprzedawać stary póki ktoś jeszcze chce kupić,
albo pomyłka naukowców w pomiarach, czy też zabrakło przedrostka mili przed słowem farad.
yaworski, 6 października 2011, 19:06
@mikroos: Krzyśkowi chodziło raczej o to, że porównuje się pojemność na cm2 do pojemności na cm
. Po prostu w artykule brakuje 2.
Mariusz Błoński, 6 października 2011, 20:09
Dodałem te "kwadratowe". Sprawdziłem w źródle dwukrotnie. Piszą wyraźnie o 1 mikro- i o 0,2 farad.
Nie chce być inaczej. Sprawdzałem też w innych źródłach. Wszyscy podają tę informację, którą podał Uniwerek.
Wiem, ze to brzmi niewiarygodnie, bo oznacza zwiększenie pojemności o 200 000 razy. Może za jakiś czas się zreflektują...
Napisałem do nich maila z pytaniem, czy się nie pomylili.
googster, 6 października 2011, 22:31
swoją drogą jak mikroos mógł się pomylić co do jednostki mikro
thikim, 6 października 2011, 22:42
Jeśli jest to pomyłka to została powielona wszędzie. Raczej nie sądzę. Za bardzo poszło w świat żeby nie zostało sprostowane.
Mnie bardziej ciekawi czy można te płytki zwijać jak w zwykłych kondensatorach. I przydałoby się podwyższyć napięcie z 3 V do 12/24/48. Łączenie szeregowo kondensatorów jest niepraktyczne (maleje pojemność) i nierównomiernie się napięcie rozkłada.
mikroos, 6 października 2011, 22:43
wiesz jak jest... szewc bez butów chodzi
revers, 7 października 2011, 09:39
Ciekawe jak z wytrzymałością temperaturową bo nic nie napisali na ten temat. Żeby się tylko nie okazało że przy 60 czy -10 stopniach celsjusza akumulatorek nie działa...
W każdym bądź razie bardzo dobra wiadomość, bo dzisiejsze telefony komórkowe napakowane całą masą gadżetów i wysokowydajnym sprzętem wytrzymują zdecydowanie za krótko.
Tylko ciekawe ile lat upłynie do czasu wprowadzenia tego w życie...
Mariusz Błoński, 7 października 2011, 09:54
Autor badań potwierdził, że nie ma pomyłki.
yaworski, 7 października 2011, 12:02
A gdyby szeregowo odbywało się tylko zasilanie z takiego zestawu płytek, ale ładować je równolegle? Wymagałoby to pewnie zastosowania diod w połączeniach szeregowych, ale wtedy można by ładować wyższym prądem przy napięciu pojedynczego ogniwa, a przy rozładowywaniu uzyskiwałoby się wyższe napięcie.
Zresztą do póki nie zostaną ujawnione dokładniejsze informacje na temat tego wynalazku, to można jedynie sobie gdybać
.
radar, 7 października 2011, 12:24
To jest tak rewelacyjna wiadomość, że moim zdaniem czas oczekiwania wydłuży się w "nieskończoność" (uwaga, teoria spiskowa), albo okaże się, że technologia jest droga_w_produkcji/nieekologiczna/trująca/niewydajna_w_jakiś_tam_warunkach/student_przestawił_profesorowi_zakres_na_mierniku_i_to_nie_0.2F_tylko_0.2uF (teoria spiskowa nr 2)
To byłaby rewolucja na rynku magazynowania energii!
radar
Jajcenty, 7 października 2011, 14:30
Nie pierwszy i nie ostatni raz zjawisko zaobserwowane w warunkach laboratoryjnych nie dałoby się przenieść w zastosowanie praktyczne. Ale rzeczywiście te 5 rzędów wielkości to sensacja wzbudzająca podejrzenia jeszcze większe niż polski metanol z CO2
thikim, 7 października 2011, 21:04
To mamy rozwiązany problem uzyskania wyższego napięcia. Natomiast co byśmy nie zrobili to zawsze łączenie szeregowe zmniejszy pojemność.
Ładujemy określonym ładunkiem, jeśli chcemy wyższego napięcia to pojemność spadnie Q=CxU. Ładunek i energia pozostają.
Dlatego od razu lepiej jest budować na określone napięcie. Nie tracimy czasu na kombinowanie z układami przełączającymi. Także lepiej nam to wygląda gabarytowo: 1 kondensator na 12 V niż 4 na 3 V. Lepsze wykorzystanie przestrzeni.
thikim, 8 sierpnia 2016, 15:07
Podbijam. 5 lat minęło - gdzie to można kupić?
Taki rewolucyjny wynalazek, same zalety
lester, 8 sierpnia 2016, 15:31
To może niech Mariusz się przypomni autorowi badań. Raz już mu odpisał, to może i teraz zechce
thikim, 8 sierpnia 2016, 16:10
Mamy tu do czynienia z rewolucyjnym wynalazkiem
Rozumiem, że linie produkcyjne łatwo się nie buduje ale powinno być już przynajmniej info że jakiś wielki producent zamierza przestawić linie produkcyjną. A tu nic 
Czy jedynym wiarygodnym źródłem nowinek technicznych są prospekty reklamowe firm? Bo nowinki od badaczy to chyba chodzi o reklamę s-f:
halo, firmy - tu jestem dajcie kasę to odsprzedam wynalazek
Eco_PL, 9 sierpnia 2016, 10:17
Jak nic, tajemnicza cisza nad tym wynalazkiem to zapewne znów jakiś spisek przeciwko ludzkości firm związanych z wydobyciem ropy naftowej.
(no chyba, ze chodzi o jakiś poluzowany kabelek (vide neutrina), który wypaczył wcześniejsze wyniki badań)
thikim, 9 sierpnia 2016, 11:02
Tak wracając do samego artykułu: faradów się nie przechowuje. Przechowuje się ładunek elektryczny w postaci nadmiaru elektronów w jednym miejscu i niedomiaru w drugim. To kosztuje wykonanie pracy równej 1/2 C U2 . Więc można powiedzieć że przechowujemy też równoznaczną ilość energii.
Liczba w faradach czyli pojemność to współczynnik określający ile tej energii możemy zgromadzić przy danym napięciu.
Tutaj mówiliśmy o 0,2 F na cm2. To w sumie nie znaczy za wiele bez podania napięcia i wymiarów.
Ale załóżmy napięcie 1 V i wymiar baterii w telefonie ok. 30 cm2. To nam da 6 F i 1 V czyli 3 J.
Teraz bateria jakaś:(mój telefon i te same wymiary):
3,8 V i 7,98 Wh czyli energia: 7,98*3600= 28,7 kJ. Kurcze sporo.
No to jeszcze załóżmy że i ta membrana może przechować 3,8 V. Wtedy wychodzi 1/2*6F*3,8^2= 43 J.
Bez grubości membrany nic tu nie policzymy ani nie zweryfikujemy.
Warstw membrany trzeba by ułożyć z 500 żeby uzyskać podobne parametry jak dla zwykłej baterii w smartfonie.