低温を恐れないスーパーキャパシタ

充電速度が速く、変換エネルギー効率が高いため、スーパーコンデンサ数十万回のリサイクルが可能で、稼働時間も長いため、新エネルギーバスに適用されています。スーパーキャパシタを充電エネルギーとして使用する新エネルギー車は、乗客がバスに乗り降りするときに充電を開始できます。1 分間の充電で、新エネルギー車は 10 ～ 15 キロメートル走行できます。このようなスーパーキャパシタは、バッテリーよりもはるかに優れています。バッテリの充電速度は、スーパーキャパシタの充電速度よりもはるかに遅くなります。電力の 70% ～ 80% まで充電するのに 30 分しかかかりません。 ただし、低温環境では、スーパーキャパシタの性能が大幅に低下します。これは、低温では電解質イオンの拡散が阻害され、スーパーキャパシタなどの電力貯蔵デバイスの電気化学的性能が急速に低下し、低温環境でのスーパーキャパシタの動作効率が大幅に低下するためです。では、スーパーキャパシタが低温環境で同じ作業効率を維持する方法はありますか? はい、光熱強化スーパーキャパシタ、中国科学院の固体研究所、合肥研究所、王振陽研究所のチームによって研究されたスーパーキャパシタです。低温環境では、スーパーキャパシタの電気化学的性能が大幅に低下し、光熱特性を備えた電極材料を使用すると、太陽熱光熱効果によってデバイスの急速な温度上昇を達成でき、スーパーキャパシタの低温性能を向上させることが期待されます。 研究者は、レーザー技術を使用して三次元多孔質構造を持つグラフェン結晶膜を調製し、パルス電着技術によってポリピロールとグラフェンを統合して、グラフェン/ポリピロール複合電極を形成しました。このような電極は、高い比容量を持ち、太陽エネルギーを使用します。光熱効果により、電極温度の急激な上昇などを実現。これに基づいて、研究者はさらに新しいタイプの光熱的に強化されたスーパーキャパシタを構築しました。これは、電極材料を太陽光にさらすだけでなく、固体電解質を効果的に保護することもできます。-30 °C の低温環境では、深刻な劣化を伴うスーパーキャパシタの電気化学的性能を、太陽光照射下で室温レベルまで急速に向上させることができます。室温 (15°C) 環境では、スーパーキャパシタの表面温度は太陽光の下で 45°C 上昇します。温度が上昇すると、電極の細孔構造と電解質の拡散速度が大幅に増加し、コンデンサの蓄電容量が大幅に向上します。さらに、固体電解質が十分に保護されているため、コンデンサの静電容量維持率は、10,000 回の充放電後も 85.8% と高い値を維持しています。 中国科学院合肥研究所の王振陽研究チームの研究成果は注目を集め、国内の重要な研究開発プロジェクトや自然科学財団の支援を受けている。近い将来、光熱的に強化されたスーパーキャパシタが見られ、使用されることを願っています。