Tree Gum Breakthrough Boosts Supercapacitor Lifespan

Οι μπαταρίες είναι μεταξύ των πιο δημοφιλών συσκευών αποθήκευσης ενέργειας. Αυτές οι ηλεκτροχημικές συσκευές μπορούν να φορτιστούν και να εκφορτιστούν πολλές φορές χωρίς ζημιά. Προσφέρουν πολλά οφέλη, όπως μειωμένα ενεργειακά κόστη, αυξημένη ενεργειακή ανεξαρτησία, βελτιωμένη σταθερότητα του δικτύου και υποστήριξη για την ενσωμάτωση ανανεώσιμης ενέργειας. 

Αλλά υπάρχει μια άλλη ηλεκτροχημική συσκευή αποθήκευσης ενέργειας που διαθέτει πολύ μεγαλύτερες ικανότητες από τις μπαταρίες. Αυτή η συσκευή είναι ένας υπερπυκνωτής, επίσης γνωστός ως ηλεκτροχημικός πυκνωτής.

Μια συσκευή αποθήκευσης ενέργειας υψηλής χωρητικότητας, ο υπερπυκνωτής, γεφυρώνει το χάσμα μεταξύ μπαταριών και συμβατικών πυκνωτών. 

Αυτή η συσκευή εμφανίζει υψηλή πυκνότητα ισχύος, η οποία είναι περίπου χίλιες φορές υψηλότερη από αυτή των επαναφορτιζόμενων μπαταριών. Αποθηκεύει επίσης περισσότερο φορτίο από έναν πυκνωτή και φορτίζει και εκφορτίζει γρηγορότερα από τις μπαταρίες.

Εκτός από την μακρά κυκλική σταθερότητα, οι υπερπυκνωτές έχουν ταχεία αποδοτικότητα φόρτισης/εκφόρτισης, η οποία τους καθιστά κατάλληλους για εφαρμογές που απαιτούν γρήγορες εκρήξεις ισχύος. Σήμερα, οι υπερπυκνωτές χρησιμοποιούνται ολοένα και περισσότερο σε eine σειρά εφαρμογών, συμπεριλαμβανομένων laser, φορητών πηγών ισχύος, εξοπλισμού φλας κάμερας, γεννητριών παλμικού φωτός, συστημάτων ανανεώσιμης ενέργειας, υβριδικών ηλεκτρικών οχημάτων και βιομηχανικής εφεδρικής ισχύος.

Τώρα, ένας υπερπυκνωτής αποτελείται από δύο ηλεκτρόδια, ηλεκτρονικούς αγωγούς που συνδέονται με τον εξωτερικό κύκλωμα, που χωρίζονται από ηλεκτρολύτη, έναν ιονικό αγωγό, και einen διαχωριστής, ο οποίος είναι μια μεμβράνη που ηλεκτρικά τους χωρίζει, ώστε τα ηλεκτρόδια να μην βραχυκυκλώσουν, ενώ επιτρέποντας certains ιόντα να περάσουν από αυτόν για να αποτρέψουν einen ανοιχτό κύκλωμα στο σύστημα.

Λόγω της υψηλής πυκνότητας ισχύος και της περιβαλλοντικής φιλικότητας, όπως η ανακύκλωση, ο υπερπυκνωτής είναι ένα από τα πιο ευρέως και ενεργά ερευνημένα συστήματα αποθήκευσης ενέργειας.

Σε einen υπερπυκνωτή, η επιφανειακά ελεγχόμενη αντίδραση καθορίζει κυρίως την χωρητικότητά του. Ως这样的, μια σταθερή διεπαφή μεταξύ ηλεκτροδίου και ηλεκτρολύτη είναι κλειδί για την επίτευξη υψηλής απόδοσης και την εξασφάλιση σταθερής ηλεκτροχημικής απόδοσης.

Οι διεπαφικές ιδιότητες είναι κρίσιμες για την εξασφάλιση υψηλής ηλεκτροχημικής απόδοσης, οπότε οι ερευνητές έχουν αναπτύξει διαφορετικές μεθόδους για την βελτίωση και την υπέρβαση των προβλημάτων που συνδέονται με αυτές.

Ωστόσο, όλες αυτές οι προσπάθειες αντιμετωπίζουν σημαντικές περιορισμοί, όπως η κλιμάκωση, το κόστος, η οικολογική φιλικότητα και οι πολλαπλοί βήματα που εμπλέκονται στη διαδικασία. Έτσι, είναι ζωτικό να βρεθεί μια βιώσιμη λύση που να ικανοποιεί αυτά τα κριτήρια και να μπορεί ακόμη να επιτύχει υψηλή πυκνότητα ενέργειας/ισχύος υπερπυκνωτή για μακροχρόνια λειτουργία. 

Έτσι, μια ομάδα ερευνητών από τρία διαφορετικά ιδρύματα συνεργάστηκαν για να εισαγάγουν einen νέο πρόσθετο ηλεκτρολύτη, ο οποίος αποτελείται από einen συνδεδεμένο βιοπολυμερή από γόμα kondagogu ή натріум αλγινάτη (KS). Αυτή η γόμα δεν είναι μόνο ευρέως διαθέσιμη αλλά και ανακυκλώσιμη. 

Η εισαγωγή της γόμας δημιούργησε einen προστατευτικό στρώμα στην επιφάνεια του ηλεκτροδίου, ο οποίος εμπόδισε τη σχηματισμό παραπροϊόντων ενώ επέτρεψε την εύκολη μεταφορά ιόντων/ηλεκτρονίων. Χαρακτηριστικά, η χρήση αυτής της καινούργιας концепції πρόσθετου στον υπερπυκνωτή οδηγεί σε βελτιωμένη ηλεκτροχημική αξιοπιστία. 

Σε ακόμη και μικρή συγκέντρωση KS, δηλαδή 5 mg ml-1, η διατήρηση της χωρητικότητας βελτιώθηκε τόσο πολύ όσο το 35% έως ένα εντυπωσιακό 93% για 30.000 κύκλους σε πυκνότητα ρεύματος 4,0 mA cm-2. Αυτό είναι απλά “εξαιρετικό” δεδομένης της χρήσης οξέος H2SO4 ηλεκτρολύτη και άνθρακα-βασισμένου ηλεκτροδίου.

Η μελέτη ονομάζει αυτό την “πρώτη αναφορά” σε μια σημαντική βελτίωση της μακροχρόνιας λειτουργίας του υπερπυκνωτή με την εισαγωγή ενός συνδεδεμένου βιοπολυμερούς πρόσθετου ηλεκτρολύτη. Αυτή η λύση, χάρη στην απλότητά της, το χαμηλό κόστος και την περιβαλλοντική φιλικότητα, έχει το δυναμικό να εμπορευματοποιηθεί.

Ο Ρόλος της Γόμας Δέντρου στους Υπερπυκνωτές της Επόμενης Γενιάς

Ερευνητές από Πανεπιστήμια στη Σκωτία, τη Νότια Κορέα και¹ την Ινδία διεξήγαγαν την έρευνα, η οποία δημοσιεύθηκε αυτό το μήνα στο Energy Storage Materials. 

Αυτό περιλαμβάνει το Πανεπιστήμιο του Γκλάσγκοου, το Πανεπιστήμιο Chung-Ang, το Πανεπιστήμιο Ajou, το Πανεπιστήμιο Amrita και το Πανεπιστήμιο Myongji, τα οποία μαζί σχεδίασαν την σύνθετη δομή KS για einen υψηλά σταθερό υπερπυκνωτή που προσφέρει βιοσυμβατότητα και εξαιρετική ηλεκτροχημική αξιοπιστία.

Η απόρριψη γόμας που χρησιμοποιείται εδώ παράγεται από δέντρα στην Ινδία. Οι γόμες δέντρων έχουν πολλές εφαρμογές σε διάφορους κλάδους, όπως τα τρόφιμα, τα καλλυντικά και τα φαρμακευτικά προϊόντα. Αυτή η συγκεκριμένη γόμα, ωστόσο, δεν έχει πολλές πρακτικές χρήσεις.

Στην πραγματικότητα, οι γόμες που χρησιμοποιούνται είναι “ένα είδος προβλήματος για την ινδική κυβέρνηση να απορρίψει”, όπως σημείωσε ο συγγραφέας της μελέτης, ο Δρ. Jun Young Cheong του Τμήματος Μηχανικής του Πανεπιστημίου του Γκλάσγκοου. Πρόσθεσε:

“Με αυτή την έρευνα, βρήκαμε έναν τρόπο να κάνουμε κάτι πραγματικά σημαντικό από αυτή τη γόμα, δημιουργώντας einen βιοδιασπώμενο, ανακυκλώσιμο βιοπολυμερή που επιτρέπει εξαιρετική απόδοση και θα μπορούσε να επεκτείνει τη χρησιμη ζωή των υπερπυκνωτών δραματικά.” 

Η χρήση οξέων ηλεκτρολυτών επηρεάζει τη μακροχρόνια απόδοση των υπερπυκνωτών. Καθώς προκαλούν ανεπιθύμητες παρενέργειες με τα μεταλλικά ηλεκτρόδια τους, μειώνουν την ικανότητά τους να κρατήσουν πλήρη φόρτιση με τον καιρό.

Τότε υπάρχει το πρόβλημα της αντικατάστασης, ανακύκλωσης και απόρριψης των υπερπυκνωτών στο τέλος της ζωής τους. Αυτό συνεισφέρει στο γρήγορο αυξανόμενο πρόβλημα των ηλεκτρονικών αποβλήτων, το οποίο δημιουργεί σημαντικά περιβαλλοντικά και υγείας κινδύνους.

Έτσι, η ομάδα χρησιμοποίησε τη γόμα kondagogu, einen πολυσακχαρίτη (σύνθετο βιομοριακό) που παράγεται από το φλοιό του δέντρου Cochlospermum Gossypium ή γόμα Kondagogu (KO). Οι ερευνητές συνδύασαν το με натрій αλγινάτη για να παραγάγουν einen σπογγώδη βιοπολυμερή με το όνομα ‘KS’.

Η προσθήκη αυτού του βιοπολυμερούς στον οξύ ηλεκτρολύτη δημιούργησε einen φρουριακό στρώμα στην επιφάνεια του άνθρακα-βασισμένου ηλεκτροδίου, ο οποίος βοήθησε στην πρόληψη της φυσικής υποβάθμισης του ηλεκτροδίου. Αυτή η προστασία παρέχθηκε χωρίς να επηρεάσει τη διαδικασία μεταφοράς ιόντων, η οποία επιτρέπει στον υπερπυκνωτή να φορτίζει και να εκφορτίζει.

Η βελτιωμένη ηλεκτρολύτης βελτίωσε σημαντικά την απόδοση του υπερπυκνωτή.

“Στο εργαστήριο, abbiamo δείξει εξαιρετική απόδοση για 30.000 κύκλους. Αν τρέξουμε einen κύκλο την ημέρα, ο υπερπυκνωτής θα μπορούσε θεωρητικά να διαρκέσει περισσότερο από 80 χρόνια χωρίς να χάσει σημαντική απόδοση, το οποίο θα μπορούσε να σημαίνει ότι οι υπερπυκνωτές θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν σε συσκευές για πολύ περισσότερο χωρίς να αντικατασταθούν.” 

– Δρ. Cheong

Η έρευνα βασίζεται στην συνεχιζόμενη έρευνα του Δρ. Cheong για τη χρήση βιοαποβλήτων σε μπαταρίες. Η έρευνά του έχει δείξει επίσης την αποτελεσματικότητα της χρήσης γόμας-δένδρου ως συνδετικού σε γραφίτη-ανόδια σε λιθίου-ιονικές μπαταρίες.

Η “νερό-διαλυτή βιοαποβλήτου γόμα-σύνδεσμος για φυσικό γραφίτη-ανόδιο για λιθίου-ιονικές μπαταρίες” δημοσιεύθηκε² το προηγούμενο καλοκαίρι, η οποία ανέφερε την αντικατάσταση του συμβατικού polyvinylidene fluoride (PVdF), το οποίο χρησιμοποιεί περιβαλλοντικά επιβλαβή N-Methyl-2-pyrrolidone, με einen νερό-διαλυτό σύνδεσμο.

Η μελέτη περιέγραψε την κατασκευή φυσικού γραφίτη-ανόδιου χρησιμοποιώντας PVdF και νερό-διαλυτό βιοαποβλήτου (W-SB) σύνδεσμο από τη γόμα του δέντρου Cochlospermum gossypium. Και οι δύο χρησιμοποιούσαν 10 wt% σύνδεσμο. 

Το NG-W-SB ηλεκτρόδιο εμφάνισε καλές μηχανικές ιδιότητες και διατήρησε την δομική ακεραιότητα μετά από κύκλους, προωθώντας χαμηλή αντίσταση μεταφοράς φορτίου στο ηλεκτρόδιο. Επίσης, εμφάνισε υψηλά ρεύματα στον πρώτο κύκλο, υποδεικνύοντας βελτιωμένη ηλεκτροχημική απόδοση, σε αντίθεση με τα slightly χαμηλότερα ρεύματα του NG-PVdF ηλεκτροδίου, το οποίο επίσης έπαθε υποβάθμιση ικανότητας μετά από 200 κύκλους. Το NG-W-SB, ωστόσο, είχε υψηλότερη σταθερή διατήρηση ικανότητας που έφτασε έως 360 κύκλους.

“Γενικά, οι σύνδεσμοι W-SB έδειξαν εξαιρετικά βελτιωμένες ιδιότητες διατήρησης κύκλων, συγκρίσιμες ικανότητες ρυθμού και χαμηλότερη αντίσταση ηλεκτροδίου, το οποίο άνοιξε einen νέο δρόμο για την υιοθέτηση βιοαποβλήτων (γόμας) ως λειτουργικού νερό-διαλυτού συνδέσμου για εφαρμογές LIBs.”

Μια άλλη έρευνα του Δρ. Cheong³ περιλαμβάνει, “Οργανικό υλικό-παράγωγο ενεργοποιημένο άνθρακας για οικολογικό χαρτί μούλμπερρι υπερπυκνωτή,” όπου ο ενεργοποιημένος άνθρακας (AC) παρασκευάστηκε χρησιμοποιώντας φλούδα πορτοκαλιού (OP), einen κοινό αποβλήτο, ο οποίος στη συνέχεια καλύφθηκε με χαρτί μούλμπερρι (MP), το οποίο εμφανίζει υδροφιλικότητα, υψηλή περιεκτικότητα σε ολoκελλουλόζη και ισχυρή σύνδεση με το ενεργό υλικό. Eine άλλη στρώση από poly(3,4-ethylenedioxythiophene) polystyrene sulfonate (PEDOT:PSS) χρησιμοποιήθηκε για να κατασκευαστεί ένας διπλά-καλυμμένος MP για τον υπερπυκνωτή.

Άλλες Ανάπτυξεις στον Χώρο των Υπερπυκνωτών

Δεδομένου του πόσο κρίσιμοι είναι οι υπερπυκνωτές σε διάφορες εφαρμογές, ερευνητές σε όλο τον κόσμο ερευνάν με ενθουσιασμό τρόπους για την βελτίωση της απόδοσής τους. 

Πλασματική Θεραπεία για τη Βελτίωση της Χωρητικότητας

Μόλις το προηγούμενο μήνα, επιστήμονες στο Ινστιτούτο Επιστήμης και Τεχνολογίας Skolkovo της Ρωσίας παρουσίασαν μια πλασματική θεραπεία που μπορεί να διπλασιάσει την χωρητικότητα των υπερπυκνωτών.

Η ομάδα, σύμφωνα με τον επικεφαλής ερευνητή, Αναπληρωτή Καθηγητή Stanislav Evlashin, ερευνά τρόπους για την βελτίωση της απόδοσης των υπερπυκνωτών “παιζοντας με το άνθρακα-βασισμένο υλικό που χρησιμοποιείται στα ηλεκτρόδια τους.”

Υπάρχουν δύο τρόποι για να αυξηθεί η ποσότητα ενέργειας που αποθηκεύει ένας υπερπυκνωτής, εξήγησε ο Evlashin:

“Είτε βελτιώνετε την αποτελεσματική επιφάνεια των ηλεκτροδίων με περίπλοκη επιφανειακή σχεδίαση ή εισάγετε ξένα άτομα στο άνθρακα-υλικό των ηλεκτροδίων.”

Η μελέτη τους επικεντρώθηκε στην επίδραση της εισαγωγής ξένων ατόμων στο άνθρακα-υλικό των ηλεκτροδίων υπερπυκνωτή μέσω πλασματικής θεραπείας. 

Η ομάδα ελέγξαν την επίδραση του πλάσματος με έξι διαφορετικές χημικές συνθέσεις στην χωρητικότητα των άνθρακα-نانότοιχων, αλλά μόνο το πλάσμα που αποτελούνταν από eine μίξη αζώτου και αργού έδειξε σημαντική βελτίωση. 

“Βρήκαμε ότι το πρώτο που συμβαίνει είναι ότι ο αμορφικός άνθρακας που μένει μετά την ανάπτυξη των структур άνθρακα-نانότοιχων αφαιρείται. Αυτό ακολουθείται από τη σχηματισμό νέων ελαττωμάτων και την ενσωμάτωση ετεροατόμων στη δομή του άνθρακα-υλικού. Ο αμορφικός άνθρακας, μαζί με τα ετεροάτομα του αζώτου, συνεισφέρει στην εμφάνιση ψευδο-χωρητικότητας.”

– Evlashin

Βελτιώνοντας την Απόδοση Μέσω Ηλεκτροδίου και Υλικού Μηχανικής

Αυτή την εβδομάδα, ερευνητές από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας σχεδίασαν την ηλεκτρο-κρυστάλλωση προσανατολισμού⁴ καθώς και την επιφανειακή ενεργοποίηση υπό ευρύ-θερμοκρασιακούς ZHSCs ή υπερπυκνωτές ιόντων ψευδαργύρου.

Όπως σημείωσε η μελέτη, η αντιστοίχηση της χωρητικότητας του ανόδιου και του καθόδιου είναι απαραίτητη για τη μεγιστοποίηση της ηλεκτροχημικής κυτταρικής απόδοσης. Έτσι, παρουσίασαν δύο προσεγγίσεις για την ισορροπία της उपयσιμοποίησης των ηλεκτροδίων στα ZHSCs. 

Αυτό περιλαμβάνει την ελαχιστοποίηση της σχηματισμού δένδρων, η οποία αυξάνει τη ζωή του κύκλου, με την τροποποίηση του συλλέκτη ρεύματος του ανόδιου με νανοσωματίδια χαλκού. Η άλλη στρατηγική ήταν η αύξηση της χωρητικότητας του ενεργοποιημένου άνθρακα-καθόδιου μέσω μιας ηλεκτρολυτικής αντίδρασης.

Το πλήρες κύτταρο διατήρησε το 84% της χωρητικότητάς του ακόμη και μετά από 50.000 πλήρεις κύκλους φόρτισης-εκφόρτισης έως 2 V. Η συσσώρευση χωρητικότητάς του, ωστόσο, ήταν 19.8 Ah cm−2, η οποία υπερβαίνει τις ZHSCs, καθιστώντας αυτό το σχέδιο συσκευής “υποσχόμενο για εφαρμογές υψηλής αντοχής, συμπεριλαμβανομένων των συστημάτων ενέργειας και συστημάτων συλλογής ενέργειας που απαιτούν συχνή κύκλωση”.

Μια μελέτη από το προηγούμενο μήνα, συνιστά⁵ την τροποποίηση της ανιονικής δομής του λιθίου-κοβαλτίου οξειδίου για τη βελτίωση της πυκνότητας ενέργειας και της χωρητικότητας αποθήκευσης των υπερπυκνωτών.

Για αυτό, το λίθιο-κοβάλτιο οξείδιο τροποποιήθηκε σε LiCoO1.6(F0.8Cl0.2)0.4, το οποίο εμφάνισε εντυπωσιακές επιδόσεις, συμπεριλαμβανομένης χωρητικότητας 512 F g−1 και coulombic απόδοσης πάνω από 92% μετά από 4000 κύκλους σε πυκνότητα ρεύματος 2 A g−1. Η ηλεκτροχημική σταθερότητα του τροποποιημένου υλικού σε αυξημένες ταχύτητες ρεύματος, καθώς και η χαμηλή ισοδύναμη σειριακή αντίσταση, σύμφωνα με τη μελέτη, “την τοποθετεί ως σημαντικό υποψήφιο για μελλοντικές προόδους στην τεχνολογία υπερπυκνωτών”.

Πλαστικοί Υπερπυκνωτές για Περισσότερη Αποθήκευση Ενέργειας

Οι ερευνητές χρησιμοποιούν ακόμη και πλαστικό για τη βελτίωση των υπερπυκνωτών. Χημικοί στο UCLA ανέπτυξαν υφασμένα, πούδινγκ-όμοια PEDOT νανοϊνίδια που έχουν περισσότερη επιφάνεια για αποθήκευση φορτίου και υπεροχή ηλεκτρική αγωγιμότητα.

Το PEDOT ή poly(3,4-ethylenedioxythiophene) είναι ένα διαφανές και εύκαμπτο φιλμ που εφαρμόζεται στις επιφάνειες ηλεκτρονικών компонентів και φωτογραφικών φιλμ για να τις προστατεύσει από την στατική ηλεκτρικότητα. Το δυναμικό του για αποθήκευση ενέργειας είναι μάλλον περιορισμένο, καθώς τα υλικά PEDOT δεν έχουν την ηλεκτρική αγωγιμότητα και την επιφάνεια που απαιτούνται για να κρατήσουν μεγάλες ποσότητες ενέργειας.

Ωστόσο, χρησιμοποιώντας μια καινοτόμο μέθοδο, οι χημικοί έλεγξαν τη μορφολογία του PEDOT για να αναπτυξουν νανοϊνίδια. Η διαδικασία ανάπτυξης ατμού δημιούργησε κατακόρυφα PEDOT νανοϊνίδια που έμοιαζαν με πυκνό χορτό που αναπτύσσεται προς τα πάνω.

“Το υλικό με την μοναδική κατακόρυφη ανάπτυξη μας επιτρέπει να δημιουργήσουμε PEDOT ηλεκτρόδια που αποθηκεύουν πολύ περισσότερη ενέργεια από τα συμβατικά PEDOT.”

– Ο συγγραφέας Maher El-Kady, επιστήμονας υλικών στο UCLA

Η ομάδα δημιούργησε έναν υπερπυκνωτή χρησιμοποιώντας PEDOT δομές που αποθήκευαν σχεδόν δέκα φορές περισσότερο φορτίο από το συμβατικό PEDOT και διαρκούσε σχεδόν 100.000 κύκλους φόρτισης.

Σύμφωνα με τον συγγραφέα, Richard Kaner, ο οποίος είναι καθηγητής χημείας, καθώς και υλικών επιστήμης και μηχανικής:

“Η εξαιρετική απόδοση και αντοχή των ηλεκτροδίων μας δείχνει μεγάλο δυναμικό για την χρήση του γραφενίου PEDOT σε υπερπυκνωτές που μπορούν να βοηθήσουν την κοινωνία μας να καλύψει τις ενεργειακές της ανάγκες.”

Κάντε κλικ εδώ για να μάθετε όλα για τους υπερπυκνωτές αυτοφόρτισης.

Προσθήκη Υπερπυκνωτών σε Μπαταρίες για Αυξημένη Ταχύτητα Φόρτισης

Εν μέσω όλων αυτών των ερευνών, ακόμη και η γερμανική αυτοκινητοβιομηχανία BMW έχει καταθέσει ένα δίπλωμα ευρεσιτεχνίας υπερπυκνωτή που θα φορτίζει υβριδικά αγωνιστικά αυτοκίνητα μέσα σε ένα λεπτό.

Η εταιρεία εξετάζει το δυναμικό της προσθήκης ενός υπερπυκνωτή ειδικού για τον αθλητισμό σε μπαταρίες για να μειώσει σημαντικά τον χρόνο φόρτισης. Σύμφωνα με την αίτηση, η σύνδεση ενός υβριδικού αγωνιστικού αυτοκινήτου με χωρητικότητα πάνω από 20kWh σε ένα υφιστάμενο σύστημα μπαταριών θα βοηθήσει στην υπέρβαση ορισμένων από τα κλειδιά αρνητικά των δύο συστημάτων.

Η BMW εκτιμά ότι “για έναν πελάτη που θέλει να οδηγήσει το αυτοκίνητο στη πίστα, αυτό μπορεί να προσφέρει την ευκαιρία να οδηγήσει συνεχώς στα φυσικά όρια με σύντομες διακοπές.”

Ο ανταγωνιστής της, η Volkswagen Group, χρησιμοποιεί ήδη έναν υπερπυκνωτή στο Lamborghini Sian. Ο υπερπυκνωτής αποθηκεύει ηλεκτρική ενέργεια, η οποία στη συνέχεια τροφοδοτεί έναν ηλεκτρικό κινητήρα. Το Sian έχει einen 25kW κινητήρα που είναι ενσωματωμένος στο κιβώτιο ταχυτήτων για να παρέχει einen e-boost στον 577kW 6.5-λίτρο V12 ή να τον τροφοδοτεί εξ ολοκλήρου με ηλεκτρικό ρεύμα κατά τη διάρκεια χαμηλής ταχύτητας ελιγμών.

Επιβεβλημένες Εταιρείες στον Τομέα

Το μέγεθος της παγκόσμιας αγοράς υπερπυκνωτών είναι στα δισεκατομμύρια δολάρια, με την αυξανόμενη ζήτηση για βιώσιμες και ενεργειακά αποδοτικές λύσεις αποθήκευσης ενέργειας. Έτσι, πολλές εταιρείες, όπως η Panasonic Corporation και η Skeleton Technologies, εργάζονται για την βελτίωση της τεχνολογίας.

Μια εξέχουσα ονομασία σε αυτόν τον χώρο είναι η AVX Corporation, η οποία αποκτήθηκε από την ιαπωνική ηλεκτρονική εταιρεία Kyocera Corporation το 2020, μετά την οποία η κοινή μετοχή της AVX έπαψε να交易εται στο NYSE. Τα μετοχές της Kyocera, ωστόσο,交易ονται στην αγορά OTC (KYOCF:OTCPK) στα 10,70 δολάρια, το οποίο την τοποθετεί σε μια αγοριακή αξία 15,85 δισεκατομμυρίων δολαρίων. Πληρώνει επίσης ένα μερίδιο απόδοσης 3,12%.

Η KEMET Corporation είναι επίσης γνωστή για την προσφορά ενός ευρέος φάσματος υπερπυκνωτών με υψηλές επιδόσεις που μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως δευτερεύουσες μπαταρίες όταν εφαρμόζονται σε ένα κυκλωμα DC. Σύμφωνα με την επίσημη ιστοσελίδα της, οι συσκευές είναι καλύτερα να χρησιμοποιηθούν σε εφαρμογές χαμηλής τάσης, DC. Αρχικά ήταν μια αμερικανική εταιρεία που listed στο NYSE το 1990, η KEMET αποκτήθηκε από την ταϊβανική εταιρεία Yageo Corporation το 2020.

Η Maxwell Technologies είναι ακόμη μια εξέχουσα κατασκευάστρια υπερπυκνωτών. Η Tesla την αγόρασε το 2019, μόνο για να την πουλήσει στην UCAP Power το 2021.尽管 η Tesla πούλησε την Maxwell, η 817,34 δισεκατομμυρίων δολαρίων αγοριακή αξία κατασκευάστρια ηλεκτρικών οχημάτων και μπαταριών διατήρησε τη διαδικασία παραγωγής ξηρού ηλεκτροδίου, η οποία βασίζεται στην τεχνολογία του υπερπυκνωτή. Τα μετοχές της TSLA είναι τώρα κάτω από 37% YTD,交易ονται στα 248,80 δολάρια.

Τότε υπάρχει η αυστραλιανή ​CAP-XX, η οποία κατασκευάζει λεπτούς, πρισματικούς υπερπυκνωτές για χρήση σε φορητές συσκευές, εμπορική και βιομηχανική ηλεκτρονική, και εφαρμογές καθαρής ενέργειας. Είναι listed στην αγορά AIM του Λονδίνου.

Οι υπερπυκνωτές της CAP-XX διαθέτουν υψηλή πυκνότητα ενέργειας, υψηλή κυτταρική τάση και εξαιρετικά χαμηλή漏 ρεύματος. Με τη βοήθεια των υπερπυκνωτών της, οι κατασκευαστές μπορούν να μειώσουν το μέγεθος μπαταρίας, το βάρος και το κόστος, τον αριθμό και το κόστος των συστατικών, καθώς και την περιβαλλοντική τους επίδραση.

Συμπέρασμα

Ενώ οι μπαταρίες έχουν κερδίσει την προσοχή, οι υπερπυκνωτές κερδίζουν έδαφος καθώς γίνονται ένα από τα πιο σημαντικά συστατικά στο παγκόσμιο ενεργειακό οικοσύστημα. Μετά όλα, μπορούν να προσφέρουν υψηλή απόδοση, μακρά ζωή κύκλου και στιγμιαία παράδοση ισχύος.

Σήμερα, οι υπερπυκνωτές είναι συμπληρωματικοί στον τομέα της αποθήκευσης ενέργειας για εφαρμογές όπως καταναλωτική ηλεκτρονική, λείανση ανανεώσιμης ενέργειας, υβριδικά ηλεκτρικά οχήματα και εφεδρική ισχύς, οι οποίες απαιτούν γρήγορους κύκλους φόρτισης-εκφόρτισης και μακρά ζωή λειτουργίας.

Ωστόσο, η ευρύτερη υιοθέτηση των υπερπυκνωτών περιορίζεται ακόμη από το κόστος, το υλικό και τις περιβαλλοντικές ανησυχίες. Ωστόσο, προσεγγίσεις όπως τα βιοπολυμερή-βάσει γόμας-δέντρου αντιμετωπίζουν αυτά τα exact προβλήματα, υποδεικνύοντας einen υποσχόμενο μέλλον για τους υπερπυκνωτές.尽管 η εμπορευματοποίηση θα πάρει χρόνο, όταν θα αναπτυχθεί, οι υπερπυκνωτές μπορούν να γίνουν mainstream και να παίξουν einen κλειδί ρόλο σε βιώσιμες ενεργειακές συστήματα.

Κάντε κλικ εδώ για μια λίστα με τα κορυφαία μετοχές μπαταριών.

Σπουδές Αναφοράς:

1. ​Lee, S., Park, J. Y., Yoon, H., Park, J., Lee, J., Hwang, B., Padil, V. V. T., Cheong, J. Y., & Yun, T. G. (2025). Long-lasting supercapacitor with stable electrode-electrolyte interface enabled by a biopolymer conjugate electrolyte additive. Energy Storage Materials, 67, 104195. https://doi.org/10.1016/j.ensm.2025.104195

2. Chang, J. H., Pin, M. W., Msalilwa, L. R., Shin, S. H., Han, C., Yu, H., Chandio, Z. A., Padil, V. V. T., Kim, Y., & Cheong, J. Y. (2024). Water-soluble biowaste gum binders for natural graphite anode for lithium-ion batteries. Journal of Electroanalytical Chemistry, 967, 118467. https://doi.org/10.1016/j.jelechem.2024.118467

3. Han, Y., Yoon, H., Cheong, J. Y., & Hwang, B. (2025). Organic material-derived activated carbon for ecofriendly mulberry paper supercapacitor. International Journal of Energy Research, 2025, 8791702. https://doi.org/10.1155/er/8791702

4. Yao, L., Koripally, N., Shin, C., et al. (2025). Engineering electro-crystallization orientation and surface activation in wide-temperature zinc ion supercapacitors. Nature Communications, 16, 3597. https://doi.org/10.1038/s41467-025-58857-5

5. Hashemzadeh, S. M., Khorshidi, A., & Arvand, M. (2025). Anion engineering in lithium cobalt oxide for application in high-performance supercapacitors. Scientific Reports, 15, 10064. https://doi.org/10.1038/s41598-025-95338-7