مكثف فائق لا يخاف من انخفاض درجة الحرارة

نظرًا لسرعة الشحن السريع وكفاءة الطاقة العالية في التحويل ،المكثفات الفائقةيمكن إعادة تدويرها مئات الآلاف من المرات ولديها ساعات عمل طويلة ، والآن تم تطبيقها على حافلات الطاقة الجديدة.يمكن لمركبات الطاقة الجديدة التي تستخدم المكثفات الفائقة كطاقة شحن أن تبدأ في الشحن عندما يصعد الركاب إلى الحافلة وينزلون منها.يمكن لدقيقة واحدة من الشحن أن تسمح لمركبات الطاقة الجديدة بالسفر لمسافة تتراوح بين 10 و 15 كيلومترًا.هذه المكثفات الفائقة أفضل بكثير من البطاريات.سرعة شحن البطاريات أبطأ بكثير من سرعة شحن المكثفات الفائقة.يستغرق شحن 70٪ -80٪ ​​من الطاقة نصف ساعة فقط. ومع ذلك ، في بيئات درجات الحرارة المنخفضة ، ينخفض ​​أداء المكثفات الفائقة بشكل كبير.ويرجع ذلك إلى إعاقة انتشار أيونات الإلكتروليت في درجات الحرارة المنخفضة ، وسيتم تخفيف الأداء الكهروكيميائي لأجهزة تخزين الطاقة مثل المكثفات الفائقة بسرعة ، مما يؤدي إلى انخفاض كبير في كفاءة عمل المكثفات الفائقة في بيئات درجات الحرارة المنخفضة.فهل هناك أي طريقة لجعل المكثف الفائق يحافظ على نفس كفاءة العمل في بيئة درجات الحرارة المنخفضة؟ نعم ، المكثفات الفائقة المعززة بالحرارة الضوئية ، المكثفات الفائقة التي تم بحثها بواسطة فريق معهد أبحاث وانغ تشنيانغ ، معهد أبحاث الحالة الصلبة ، معهد أبحاث خفي ، الأكاديمية الصينية للعلوم.في بيئة درجات الحرارة المنخفضة ، يكون الأداء الكهروكيميائي للمكثفات الفائقة ضعيفًا إلى حد كبير ، ويمكن أن يؤدي استخدام مواد الإلكترود ذات الخصائص الحرارية الضوئية إلى ارتفاع سريع في درجة حرارة الجهاز من خلال التأثير الحراري الضوئي الشمسي ، والذي من المتوقع أن يحسن أداء درجات الحرارة المنخفضة للمكثفات الفائقة. استخدم الباحثون تقنية الليزر لتحضير فيلم بلوري من الجرافين بهيكل مسامي ثلاثي الأبعاد ، وبولي بيرول وجرافين مدمجين من خلال تقنية الترسيب الكهربائي النبضي لتشكيل قطب كهربائي مركب من الجرافين / البولي بيرول.يتمتع هذا القطب بقدرة محددة عالية ويستخدم الطاقة الشمسية.يدرك التأثير الحراري الضوئي الارتفاع السريع في درجة حرارة القطب الكهربائي وخصائص أخرى.على هذا الأساس ، قام الباحثون ببناء نوع جديد من المكثفات الفائقة المحسنة ضوئيًا ، والتي لا يمكنها فقط تعريض مادة القطب لأشعة الشمس ، ولكن أيضًا حماية الإلكتروليت الصلب بشكل فعال.في بيئة ذات درجة حرارة منخفضة تصل إلى -30 درجة مئوية ، يمكن تحسين الأداء الكهروكيميائي للمكثفات الفائقة ذات الاضمحلال الشديد بسرعة إلى مستوى درجة حرارة الغرفة تحت إشعاع ضوء الشمس.في بيئة درجة حرارة الغرفة (15 درجة مئوية) ، تزداد درجة حرارة سطح المكثف الفائق بمقدار 45 درجة مئوية تحت ضوء الشمس.بعد ارتفاع درجة الحرارة ، يزداد هيكل مسام القطب ومعدل انتشار الإلكتروليت بشكل كبير ، مما يحسن بشكل كبير من سعة تخزين الكهرباء للمكثف.بالإضافة إلى ذلك ، نظرًا لأن الإلكتروليت الصلب محمي جيدًا ، فإن معدل الاحتفاظ بالسعة للمكثف لا يزال مرتفعًا بنسبة 85.8٪ بعد 10000 شحنة وتفريغ. لقد جذبت نتائج البحث لفريق وانغ تشينيانغ البحثي في ​​معهد أبحاث Hefei التابع للأكاديمية الصينية للعلوم الانتباه ودعمتها مشاريع البحث والتطوير المحلية الهامة ومؤسسة العلوم الطبيعية.نأمل أن نتمكن من رؤية واستخدام المكثفات الفائقة المعززة بالحرارة الضوئية في المستقبل القريب.