iPon Hírek

Egyre jobb a grafén szuperkondenzátor

Dátum | 2013. 02. 27.
Szerző | Jools
Csoport | EGYÉB

Közel egy éve számoltunk be először a UCLA kutatóinak grafénalapú szuperkondenzátoráról, amelyről már akkor úgy tűnt, hogy továbbfejlesztve talán egyszer és mindenkorra megoldhatja az energiaraktározási problémákat. A kondenzátorokról régóta ismeretes, hogy hatékony alternatívái lehetnek a kémiai akkumulátoroknak, az egyetlen probléma velük, hogy ahhoz, hogy nagy mennyiségű töltést tudjanak tárolni, óriási felületre van szükségük, ami pedig a legutóbbi időkig egyet jelentett a nagy mérettel. Ez pedig a miniatürizáció korában nem túl versenyképes opció. Itt jön be azonban a képbe a grafén, amely sajátos szerkezetéből adódóan nagyon nagy hasznos felülettel rendelkezik, előállítása azonban nem egyszerű feladat. A UCLA kutatói azonban kiötlöttek egy új módszert: egy DVD-lemezt olcsó és könnyen előállítható grafit-oxid filmmel vontak be, majd a DVD-író 780 nanométeres lézerével besugározták a felületet, amely néhány réteg vastagságú grafénné redukálódott. Az ilyen módon előállított, LSG-fegyverzetekből (laser-scribed graphene, lézerrel írt grafén) és egy köztük lévő elektrolitrétegből álló szuperkondenzátor mindössze 100 mikrométer vastagságú. Az egy évvel ezelőtt bemutatott prototípus teljesítménysűrűsége 20 watt/cm3, fajlagos energiatároló képessége pedig 1,36 mWh/cm3 volt. Mindez elsősorban annak köszönhetően lehetséges, hogy az LSG egyetlen grammja 1520 négyzetméter töltéstároló felületet tudott biztosítani.

Ric Kamen laborja az elmúlt időszakban sem tétlenkedett, és munkájuknak köszönhetően újabb áttörés küszöbén állnak: úgy tűnik, hogy rájöttek, hogyan lehetne a szuperkondenzátor előállítását tömegtermelési méretekben megvalósítani. Egy új metódussal alig fél óra alatt már több mint 100 aprócska szuperkondenzátort tudnak legyártani egyetlen DVD-lemeznyi felületre. És a legújabb generáció teljesítménysűrűsége már eléri 200 watt/cm3-t. Maher El-Kady és Kaner elmondása szerint piciny, flexibilis kondenzátoraik tökéletesen integrálhatók a MEMS- vagy CMOS-rendszerekbe is, elterjedésükkel pedig pár másodperc alatt feltölthető okostelefonok, és egy perc alatt „feltankolható” elektromos autók jöhetnek a nem is annyira távoli jövőben. Az LSG-kondenzátorok hajlékonyságuknak köszönhetően remekül használhatók lehetnek flexibilis elektronikus készülékekben, illetve megoldást jelenthetnek a különféle megújuló energiaforrások kiaknázása során felmerülő energiatárolási problémákra is.
Új hozzászólás írásához előbb jelentkezz be!

Eddigi hozzászólások

27. mikej95
2013.02.27. 16:39
Gondolom előbb fogják használni valami S.T.A.L.K.E.R. Gauss Gun szerű railgun tárának, mint közéletben, és nagyon olcsó is lesz, most, hogy ilyen könnyű előállítani.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
26. Aviform
2013.02.27. 16:58
Remélem a következő kondenzátoros hír az elkészült Flukszuskondenzátorról fog szólni
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
25. Mandris90
2013.02.27. 17:55
hmm egy railgun max egy 50 es kaliberü barrett méretével részemröl jöhetne
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
24. bodocz70
2013.02.27. 19:01
CMOS-ok szintjén lehet, hogy használható lesz ez az eszköz, de az elektromos autók területén nagyon futurisztikus elképzelés.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
23. 0rigami
2013.02.27. 19:57
Na, ez remélem újabb löketet ad az elektronikai evolúciónak!
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
22. dilofekete
2013.02.27. 20:32
háhá, végre lesz áram a wifi-s, öntapadós billentyűzet gombjimnak
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
21. dilofekete
2013.02.27. 20:35
háhá, végre lesz áram a wifi-s, öntapadós billentyűzet gombjimnak
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
20. enisherpa
2013.02.27. 21:29
1,36 mWh/cm3 - azaz 10 köbméter szuperkondi tud 13.6 kW teljesítményt egy órán át leadni. Elektromos autóba ez még nem elég jó, utánfutóra szerelt kondival sem. A másik probléma, hogy mechanikai sérülés (karambol) esetén a tárolt energia impulzus szerűen szabadul fel.
Légzsák vezérlőbe szerelt kondikat ezért teszik alu csőbe. Irányítottan robban.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
19. YellowFlas...
2013.02.27. 23:38
Jajj csak fluxuskondenzátort ne. Amúgy ez fantasztikus hír, csak így tovább.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
18. crowly
2013.02.28. 00:13
@enisherpa Ha a prototípushoz képest már 10szeresére nőtt a teljesítménysűrűség akkor nem kizárt, hogy az energia tároló képesség is javul vagy legalább javulni fog a fejlesztések során.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
17. cauchary
2013.02.28. 07:09
Vagy elírták a számokat, vagy röhejes az egész. Számoljunk! A aszünetmentesben lévő savas akksi 15cm x 6cm x 9cm = 810 cm3. 12V*7Ah = 84Wh. Azaz 100 mWh/cm3. És akkor nem is beszéltünk a Lítiumos akksikról (telefonok,noteszgépek,...) amiknek az energiasűrüségük vagy 5-10 szeres.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
16. coolpet
2013.02.28. 07:27
Egy új metódussal alig fél óra alatt már több mint 100 aprócska szuperkondenzátort tudnak legyártani egyetlen DVD-lemeznyi felületre. És a legújabb generáció teljesítménysűrűsége már eléri 200 watt/cm3-t

Az egy évvel ezelőtt bemutatott prototípus teljesítménysűrűsége 20 watt/cm3, fajlagos energiatároló képessége pedig 1,36 mWh/cm3 volt.

Tehat a jelenlegi technologia 13,6 mWh/cm3, es meg feljodik.

Nem kell parazni, lehet alternativa a kozeli jovoben.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
15. qgiate
2013.02.28. 08:41
Ha coolpet jól következtetett a 20watt/cm3 alapján a 13.6mWh/cm3-re, akkor egy kis összehasonlítás:

Wikipedia alapján egy mai Li-ion akksi energiasűrűsége 270 Wh/l, azaz Wh/1000cm3.
Ez cm3-ra vetítve: 0.27 Wh/1cm3.

A cikkben szereplő legújabb cucc 13.6mWh/cm3-t tud, azaz 0.0136 Wh/1cm3-mat.

Azaz ha jól számolok a mai Li-ion akksik 20x több energiát tudnak tárolni. Ezek alapján még van hova fejlődni...
Vagy talán rosszul számoltam? Javítsatok ki ha igen, mert érdekelne, hogy hol tart a tudomány.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
14. Smooth44 cauch...
2013.02.28. 09:09
Ahogy azzal sem számoltál, hogy pár másodperc alatt feltöltheted
Nem percek és órák alatt.
Párosítsd ezt egy vez.nélküli (pl. indukciós) töltővel... minden alkalommal, mikor lerakod az asztalra (asztalon lévő, vagy asztalba épített) töltőre, kb azonnal fullra is tölti. Egy ilyen tartót az autóba is és már kb le sem tudsz merülni. Egy telefon problémáját már meg is oldottad.

Amúgy meg egy év alatt nőtt a 10szeresére a teljesítmény. Nyilván nem egyenesarányos a fejlődés, de mondjuk 5-10év alatt bőőőven elérheti/meghaladhatja a mai igényeket.

Jó az irány
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
13. Humbuk
2013.02.28. 10:26
Ahogy a filmben szereplő úr is kifejezi, a kondik sokkal gyorsabban töltődnek és ki is sülnek, mint a hagyományos elemek. Ezért majd kell hozzá egy kompenzáló áramkor amely nem engedi kisülni 1mp-alatt.

Nem kell félni, relatíve vadiúj technológiáról van szó és nem olyanról amit már 30 éve ismernek. Sőt még talán azt is elképzelhetőnek tartom, hogy ezt kombináljuk a meglevő technológiákkal.

Remélem minél hamarabb kijön, és nem kell még több évet várni, hogy megkaparinthassuk mi is. Szeretnék már ilyennel barkácsolni itthon
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
12. qgiate
2013.02.28. 10:58
Igen, az valóban a kondi malmára hajtja a vizet, hogy gyorsabban töltődik mint a hagyományos akksi.
Érdekes, hogy sokszor azt gondolják az emberek, hogy ez majd csak úgy hipp-hopp megoldja az autók töltésének problémáját. Pár perc alatt feltöltjük aztán mehetünk. Azt azért ne felejtsük el, hogy ha itt mindenki hirtelen fel akarná tölteni az autóját ez akkora energiamennyiséget jelentene, hogy "behorpadnának" az erőművek.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
11. CyberPunk6...
2013.02.28. 11:25
Egy autót meghajtó energia pár másodperces felvételéhez, külön saját állomásokat kell létrehozni ami elbírja azt a hatalmas áramerősséget. Pláne a bekapcsolás/rádugás pillanatában létrejövő rövidzárat (bekapcsolás -> végtelen frekvencia, végtelen frekvencia ->kondenzátor rövidzár).

Az ilyet otthon bizony nem dugod rá a 230V-ra. Külön töltőállomás kell.

Aztán a fő probléma még mindig nem az, hogy elektromos autóval járjunk, hanem az, hogy közben az ahhoz szükséges energia 60-80%-a szén/szénhidrogén... stb alapú.
Csak térben áthelyezzük máshová.
Ami pedig hatásfokban elvész az autóban, az erőműhöz képest, az elmegy a kondik/aksik szivárgásán, a vezetékeken, a transofmátorállomásokon, az erőmű generátorában...

Egyhelyben toporgás, elsősorban az energiaFORRÁSokat kellene megújítani.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
10. Asagrim Cyber...
2013.02.28. 13:15
Ez ugyanaz a téma mint az indukciós töltő. Gyakorlatilag semmi újat nem hoz, csak egy plusz eszközt beilleszt a töltési folyamatba, dugalj, kábel, eszköz, helyett dugalj, kábel, eszköz, eszköz.

A pár másodperces feltöltés problémája gyanítom, hogy egy plusz eszköz hozzáadásával lesz megoldva, ami normál mód, órák alatt veszi fel a szükséges elektromos energiát. Magyarul egyvalamit mindenképpen órákig kell tölteni, mielőtt a céleszközt fel tudnád tölteni másodpercek alatt, ami így végeredményben olyan mint szarnak a pofon. Semmivel nem vagy előbbre, max olyan tekintetben hogy kaptál egy energiapuffert ami másodpercek alatt képes feltölteni a céleszközt, de nem tetszőleges mennyiségben és gyakorisággal, mivel saját maga is töltésre szorul, ami lassú.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
9. sanyix
2013.02.28. 14:17
@qgiate: jaj felejtsétek már el ezt az elektromos autó és erőmű baromságot. Annyira unalmas már.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
8. sanyix
2013.02.28. 14:25
@CyberPunk666: marhaság, az áramtermelési rendszer, szén/szénhidrogénes erőművel, és a felhasználó rendszer sokszor hatékonyabb mint a benzin...

Először ki kell termelni az olajat ami sok energia, majd ezt elszállítani egy finomítani, ami sok energia, finomítani kell, ami elképesztően sok energia, majd tovább szállítani a benzinkutakra ami sok energia, majd ott felveszi az autó ami vicc szerű legjobb esetben 30%-os hatásfokkal felhasználja a már amúgy is rohadt sok energiából feldolgozott üzemanyagot.

Míg árammal így néz ki: kitermelik a gázt, szenet, viszik az általában közeli erőműbe. Ott 40%+-os hatásfokkal, de modern erőműnél akár 60%+-os hatásfokkal, áramot állítanak elő belőle. A hálózati veszteség valószínűleg 10% sincs, aztán innen közvetlenül felhasználható 80%+-os hatásfokkal. És akkor még ott az atomerőmű.

Annyira megéri, hogy nem a ződek miatt villamosítják a vasútvonalakat, hanem azért mert ha megvan egy bizonyos mértékű forgalom, vastagon megéri, pénzben is, és környezetvédelemben is, akár szenes erőművekkel is, pedig a felsővezetékhálózat kiépítése és karbantartása nem 2 fillér.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
7. dilofekete
2013.02.28. 17:16
csak azt tudnám, hogy miért gondolkodik mindenki nagyban, mert mi örülnénk egy alap ingyen energiás motornak, mely még télen fűtene is, ami már létezik pár évtizede, de hát minek is gyártanák le és miért is gondolkodunk elektromos kocsiban, ha úgyse lesz legyártva, mert az meg sok veszteséges hulladékot hagy maga után. Legalább az ésszerűséget követnénk a saját elveinken belül, mert így ebből se lesz semmi. Maradjunk csak a filléres rágók és cukorkák piacán, más ÚGY SEM LESZ globális változás!!!! LEHETETLEN, mert többe kerülne a régi kiváltása, mert annyi sok gazdagg..........
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
6. Humbuk
2013.02.28. 21:02
dilofekete: ha már tényeket szeretnél közölni, légyszíves tedd azt úgy, hogy linkelsz hozzá tényeket is. Milyen motorról is van szó?

Olyan, hogy ingyen energia nincsen! Ált iskola 7-8. osztály. Olyan létezhet, hogy jó hatásfokkal bizonyos energiahordozókból (akár tér,szénhidrogének, megújuló energia) az energia kinyerhető. Fontos tudni, hogy a térben levő energiát is előállítja valami, mint ahogy a nap anyagának fúziója is egy jelenség. Jól lehet, hogy az életünkhöz képest ez végtelen energiának tekinthető, de koránt sem az. Ezt azért illik tudni, és azt is, hogy nincs 100%os hatásfok és olyan sincsen, hogy "ingyen" van!

Golbális változás van, lesz ás volt is. Különben még mindig a kőkörban üldögélnénk. A kérdés az, hogy milyen sebességű?
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
5. dilofekete
2013.03.01. 00:37
Képzeld el az erszényemet, olyan mint a kőkorban, teli kavicsokkal, na azt felajánlom a gyékényre fektetett hatásfokű elméletre, amit hasonlít az elemi tudás vonalára. Akkor mond meg, hogy milyen hatásfokúság igaz egy örökmozgóra, mert egy kissé keveslem a 80 % ot.
MOTOROK: pff írd be googleba, mert én még nem jutottam el a megszámolás végéig lol
Ne vedd személyeskedésnek, csak ez jött le
Különbben meg még egy számológép is logikusabban kezeli a számokat, mint egy intelligenciával rendelkező tudat, mely nyomorra jut és megdöglik, na ennyit a kőkorszaki elméletről is
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
4. [P]-men
2013.03.25. 15:34
Sanyix- nak üzennék 1-2 szót. Abba az általad leírt benzines rendszerbe annyira nem látok bele, nem tudom h mi mennyi, de lenne pár fenntartásom a villamos rendszerekről.

Azért ott is van költsége a kitermelésnek, ezen kívül a világ legjobb atomerőművének a hatásfoka 35% és ebből sincs már sok, mert veszélyesek. Konkrétan ilyen volt a csernobili erőmű is ha ez mond valamit. A paksi erőműnek 33% a hatásfoka, a hagyományos szén erőművek meg nem érik el a 20%ot sem, de lehet h a 15öt sem. Az összes létező erőmű típusból csak az atom a nyereséges, még a szélerőmű sem az, mert rengeteg mozgó forgó alkatrész van benne, amit cserélni kell rendszeresen + a karbantartók fizetése....
Nincs tökéletes hőszigetelés, szóval abból a sok hőből ami az égés vagy hasadáskor felszabadul elég sok megy kárba mielőtt eljutna a turbinákhoz. Ezen kívül az ország vezetékein "kárbevesző" teljesítmény kb 20%. Ez persze csak Magyarországra igaz, az EU-s átlag 11%, a svájciaké 7%. Ebbe beletartozik a szimplán a vezetéken hővé alakuló energia és a meddő teljesítmény is. Ezt a meddő teljesítményt lehet javítnani, de nálunk nem teszik meg. (itt nem az erőművek a hibásak, hanem a fogyasztók, főleg a nagy multik)

Ezek után a világ legrosszabb villamos gépének a teljesítménye 65% felett van, a komolyabbak a 85-90%-ot is elérhetik. Nagyon jól vannak ezek kitalálva. Szóval ebben a részben igazad van.

Én is villamos párti vagyok, de az autó az menjen benzinnel. Abban az a jó, ha van sok paci....

 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
3. PyroMaster
2015.10.17. 18:20
Na neee... Nehogy azt mondja még egy kommentelő, hogy az autó menjen benzinnel, vagy máglyát rakok a fajtájából! Már bocs!

Napelemek szerelésével is foglalkozom a munkám kapcsán. Az elektromos gépek, motorok hatásfoka összehasonlíthatatlanul nagyobb a belsőégésű motorokéval. Konkrétan pár hete telepített napelemes rendszer invertere csupán 98%-os hatásfokkal alakított 800V egyenáramot 235V váltóárammá. A Klímánk inverteres motorja pazarló 95% hatásfokkal üzemel...

Ehhezképest egy nagyon jó dízelmotor 30-35% hatásfoka vicckategória. De már a mérése sem egyszerű, szóval azt sem tartom kizártnak, hogy egy ilyen dízel is úgy 35% hatásfokú, ahogy a Volkswagenek is megfelelnek a környezetvédelmi előírásoknak...

Ehhez hozzá lehet venni, hogy mai technológiával, az autók fékezési energiája nehézkesen és rossz hatásfokkal nyerhető vissza. Egy villanymotoros meghajtásnak ez nem különösebben okoz problémát, ha van egy nagy kapacitású szuperkondenzátor, a benzintank helyett. Meg lehet nézni miről szól a közlekedés: fékez, gyorsít, fékez, gyorsít. Fékez amikor nem kéne, és nem amikor kéne. Gorsítással ugyanez. Az emberek többségének nincs műszaki érzéke ahhoz, hogy tudja mivel jár egy autó mozgásban tartása. És hogyan kéne vezetni. Az energia az ostobaság miatt megy kárba. Egy elektromos rendszer jócskán képes kompenzálni az emberi hülyeséget.

Visszatérve a sok pacira... (jó ég) Ha ez szempont valakinek, akkor talán meg tudom győzni azzal, hogy a belsőégésű motor teljesítményének töredékét használjuk csak ki Nagyjából 1/3-át. Vagyis én nem sokszor láttam kocsit indulni a városban 6000-es fordulaton csúsztatott kuplunggal. De baj is lenne ha sokat látnék. A motorok hamar szétesnek, ha sokat vannak csúcsteljesítményen üzemeltetve. Egy 120 lóerős autóra mondják is hogy már egész jól megy, közben használnak belőle 50-70 lóerőt.

Egy villany autót nem zavar, ha Pestről Miskolcig tőgázon megy. 3500-4500Nm nyomatéka mellet nagyon váltani sem kell. Egy 70 lóerős villany autó érzésre egy 120 lóerős benzinautó benyomását kelti. De lehet hogy keveset mondtam. Fogyasztása a hatásfok különbségnek megfelelő + a fék energia visszanyerése. Ha visszaszámolnánk egy elektromos autóval 5l benzin energiájának megfelelő árammal 5-600km-ert lehet kocsikázni.

Persze vannak kompromisszumok, a belsőégésű motorok hangja hiányozni fog. De a szénhidrogén zabálóknak menniük kell. A közlekedésre sokkal alkalmasabb az elektromos hajtás. A kérdés már csak az milyen energiatárolási forma fogja kiváltani a benzintankot.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
2. ecchphoto
2017.01.19. 21:54
Lehet, hogy a jelenlegi erőműveink sem túl hatékonyak, de akkor nézzük úgy hogy mi helyett lesz mi. Tegyük fel, hogy emelkedik a jó dízelekéhez hasonló erőművek dolga, mert villanyautókat tölt. A villanyautók pedig ezeket a 30 körüli hatásfokú autókat váltják. Ergo az egyenletben a töltésre felhasznált energia több villanyautót fog meghajtani, vagy ugyanannyi villanyautót kevesebb áram, matek. Tehát ha energiatermelésben még annyira nem is fejlődik a buli, a felhasználási változásból már jó irányba indul el az összmérleg.
Azt én sem tartom jónak, hogy jelenleg Lion akkuk hajtják az autókat, de ezek az akkuk azért nem kukában landolnak mint a ceruza akkuk. Igen, még sokan oda dobják, mint a pet palackot is 2 méterre odébb a sima kukába. Méretük miatt az autóakkuk legalább visszakerülnek valahogy. De a gyártásuksem oké, szoval nem baj ha leváltódnak. Azzal, hogy a villanymotoros meghajtások rendszerek ekkora nagyságrenddel hatékonyabbak, teljesen felesleges arról beszélni, hogy mitől nem jobbak. Mert jobbak. Az hogy most erőműben ég el egyelőre a cucc, ideiglenes rossz, de mint ahogy irtam, a felhasználásuk már hatékonyabb pont a nagyon nagyfokú hatásfok miatt. Egy kisebb villanyautóval békésen autózva 550 Ft-ból meg lehet tenni 100km-t. Egyébkén kiszámolták már nem egyszer, hogy adott országban egy villanyautó csak konnektoros töltése hány g/100km kibocsátásnak felel meg, hát nem sok volt...
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
1. ecchphoto
2017.01.19. 22:03
A gyorsan , és nagyon sok energiával tölthető könnyű szuperkondikkal még mindig nem oldódik meg egy vicces szitu. A belejuttatás menete. Mivel nem anyagot öntünk bele, hanem elektronokat.. Fura belegondolni, hogy az elavult dizellel, csak a saját példát nézve, pug parnter 2.0hdi, 1999-esévjárat, 60 liternyivel simán elgurulok 1000km-t.. Pedig milyen a hatásfoka... Szóval nem semmi kémiai energiák lapulnak ott még így is. Elektromos esetben a mostaninál is combosabb gyorstöltéshez már 2-3-400kW töltőállomások kellenének. Szimpla fizika ez is. Ha csak azt nézzük, hogy egy Tesla P100D 100kWh kapacitással rendelkezik, akkor azt egy óra alatt töltöd fel 100kW esetén. Mennyi ideig szeretnék tankolni? 15 perc lenne egy lélektanir határ, az 400kW, de 5 percnek jobban örülnének a népek.. 1,2MW? Az is szép projekt lesz akkor..
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!