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美企业研发超级电容器储能系统

发布时间:2011-3-4 点击:6766 字体大小: 返回

美国一家名为EnerG2的初创企业,最近在美国俄勒冈州(Oregon)建立工厂,生产一种可以改进用于电池及能量存储设备的超级电容器的材料。美国能源部给予该工厂价值213万美元的援助资金,这是2009年复兴法案授权的24亿美元补助项目的一部分。该补助金,旨在加速美国电动汽车的生产和推广。但在未来几年,电池生产商和汽车制造商是否将大量使用这种新型的材料还不确定。

EnerG2公司表示,该材料——一种在电极中使用的活性碳——可以改进超级电容器的性能。这些设备存储一小部分的电池能量,但可以输送更大量的突然增大的电力,并可以经受更多充放电循环。目前,超级电容器有多种应用,例如混合动力公交车和风力涡轮机(用以调整叶片的倾斜度)EnerG2公司还暗示,这项技术可能是淘汰汽油的关键。

该公司,是用一种新方法来制造超级电容器电极中的活性碳材料。现在,商用超级电容器是用有机原料制成的,常见的原料是椰子壳。但有机材料会含有杂质,其生产工序使该公司改变了超级电容器的特性。

例如,改变材料中纳米级气孔的大小和形状可以增加表面面积,这会增加能量存储容量。或者,该公司可以控制电荷自由流过材料的程度,使其输送不断变化的突然增大的电力。事实上,材料含有较少的杂质,可以使超级电容器制造商重新设计他们的能量存储设备,用以在更高的电压下运行,可以提高大约20%的能量存储容量。最后,这种材料可以使超级电容器每瓦特时的成本削减一半。EnerG2公司的首席执行官里克利比(Rick Luebbe)表示:这不是那种太昂贵,不能进行商业化生产的纳米技术。

但是一些超级电容器生产商还没有被说服,总部位于圣地亚哥的Maxwell Technologies公司就是这样的一家生产商。该公司负责通信和投资关系的副总裁迈克尔松德(Michael Sund)表示,公司已经同意测试这些新材料。他表示,已经测试过的所有合成材料明显都比来自有机原料的活性碳更昂贵,就拥有足够的数量、已被证实的性能以及成本而言,有机活性碳仍是可用的最好材料。当公司考虑在新的应用中使用超级电容器,他们最大的担心是成本,他说,所以我们绝不会为了获得一种微小的性能改进而为碳支付更多的钱

EnerG2公司的技术用于制造活性碳,可以证明是更有效的,可以解决一些关键问题,促进规划中的先进电池设计。锂-空气电池和锂硫蓄电池,尽管那仍比存储在如汽油这样的燃料中的能量少很多,但是比现今的电池多存储超过两倍的能量。使这些电池变得实用,是非常具有挑战性的。许多测试电池仅仅在几个循环后就停止充电了,或者是因为传导性或有害的化学反应问题的原因,不能接近它们理论上的能量存储容量。在碳电极中对孔结构进行精确地控制有助于解决许多这样的问题。

例如,研究人员最近展示证明,秩序井然的碳电极——由整齐的碳纳米结构行组成——能够在锂硫蓄电池中存储相对高的能量,这是通过在材料中有限的空间内改进传导性和促进所需的化学反应。而制造这些电极的技术将很昂贵。EnerG2公司的方法可以提供一种较便宜的途径来制造这样整齐的碳结构。

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