Supercapacitor Activated Carbon Vs Traditional Activated Carbon: តើអ្វីជាភាពខុសគ្នា?

ការប្រើប្រាស់កាបូនដែលបានធ្វើឱ្យសកម្មពាណិជ្ជកម្មស្តង់ដារនៅក្នុងកម្មវិធីផ្ទុកថាមពលកម្រិតខ្ពស់បង្កើតការរាំងស្ទះដល់ដំណើរការធ្ងន់ធ្ងរ។ ក្រុមលទ្ធកម្មតែងតែរកឃើញការពិតនេះ ជាវិធីពិបាក។ ពួកគេមើលគំរូដើមដែលមានតម្លៃថ្លៃទទួលរងនូវភាពធន់ទ្រាំខាងក្នុងខ្លាំង និងការបំផ្លាញកោសិកាយ៉ាងឆាប់រហ័ស។ ឫសគល់នៃបញ្ហារីករាលដាលនេះស្ថិតនៅជ្រៅនៅក្នុងស្ថាបត្យកម្មមូលដ្ឋាននៃសម្ភារៈ។ Electrochemical Double-Layer Capacitors (EDLCs) ដំណើរការក្នុងបរិយាកាសដែលមានឯកទេសខ្ពស់។ ទាំងកាបូនប្រពៃណី និងអេឡិចត្រូគីមីពឹងផ្អែកលើផ្ទៃដ៏ធំ។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ កាបូនដែលបានធ្វើឱ្យសកម្ម supercapacitor ត្រូវបានវិស្វកម្មយ៉ាងជាក់លាក់ជាពិសេសសម្រាប់ការដឹកជញ្ជូនអ៊ីយ៉ុងយ៉ាងឆាប់រហ័ស និងស្ថេរភាពអេឡិចត្រូគីមីដាច់ខាត។ អ្នកមិនអាចប្តូរមួយទៅមួយទៀតដោយមិនប្រឈមនឹងការបរាជ័យដ៏មហន្តរាយនោះទេ។ យើងនឹងបែងចែកភាពខុសគ្នានៃរចនាសម្ព័ន្ធ អេឡិចត្រូគីមី និងពាណិជ្ជកម្មរវាងវត្ថុធាតុទាំងនេះ។ ការណែនាំដ៏ទូលំទូលាយនេះបំពាក់ឱ្យក្រុមវិស្វកម្ម និងលទ្ធកម្មដើម្បីធ្វើការសម្រេចចិត្តប្រភពផ្អែកលើភស្តុតាង។ អ្នកនឹងរៀនយ៉ាងឆាប់រហ័សពីរបៀបដែលឋានានុក្រមរន្ធញើស ស្តង់ដារភាពបរិសុទ្ធដ៏តឹងរ៉ឹង និងការចំណាយសរុបនៃភាពជាម្ចាស់កំណត់ភាពជោគជ័យចុងក្រោយនៃផលិតផលផ្ទុកថាមពលរបស់អ្នក។

គន្លឹះ​យក

• វិស្វកម្ម Pore៖ វ៉ារ្យ៉ង់ Supercapacitor ទាមទារសមាមាត្រគ្រប់គ្រងខ្ពស់នៃ micropores (<2 nm) សម្រាប់ការផ្ទុកថាមពល និង mesopores (2-50 nm) សម្រាប់ការដឹកជញ្ជូនអ៊ីយ៉ុងរហ័ស។

• ភាពបរិសុទ្ធ និងវដ្តជីវិត៖ ភាពបរិសុទ្ធខ្លាំង (មាតិកាផេះទាប) នៅក្នុងកាបូន supercapacitor គឺមិនអាចចរចារបានដើម្បីការពារប្រតិកម្មចំហៀងរបស់ Faraday និងការហូរចេញដោយខ្លួនឯងធ្ងន់ធ្ងរ។

• ការចំណាយលើការអនុវត្តជាក់ស្តែង៖ ខណៈពេលដែលកាបូនដែលបានធ្វើឱ្យសកម្មស្តង់ដារមានតម្លៃថោកជាងយ៉ាងខ្លាំង កាបូនកម្រិត supercapacitor ផ្តល់នូវសមត្ថភាពបរិមាណដែលត្រូវការ (100–300 F/g) និងអាយុកាលរាប់លានដែលចាំបាច់សម្រាប់ EDLCs ពាណិជ្ជកម្ម។

• សមត្ថភាពធ្វើមាត្រដ្ឋាន៖ នៅតម្លៃ $10–$30/kg កាបូនដែលបានធ្វើឱ្យសកម្ម supercapacitor នៅតែជាវត្ថុធាតុអេឡិចត្រូតដែលអាចដំណើរការពាណិជ្ជកម្មបានបើប្រៀបធៀបទៅនឹងជម្រើសនៃដំណាក់កាលមន្ទីរពិសោធន៍ដូចជា MXene ឬ graphene ដើម។

បញ្ហាស្នូល៖ ហេតុអ្វីបានជាកាបូនដែលបានធ្វើឱ្យសកម្មប្រពៃណីបរាជ័យនៅក្នុង EDLCs

វិស្វករតែងតែសន្មត់ថាសមា្ភារៈកាបូន porous ទាំងអស់មានឥរិយាបទស្រដៀងគ្នា។ ពួកគេពិតជាមិនធ្វើទេ។ កាបូនដែលបានធ្វើឱ្យសកម្មពាណិជ្ជកម្មស្តង់ដារដោះស្រាយបញ្ហាវិស្វកម្មជាក់លាក់មួយ។ វាត្រូវបានធ្វើឱ្យប្រសើរសម្រាប់ការស្រូបយករាងកាយនៃម៉ូលេគុលឧស្ម័ន ដូចជាសមាសធាតុសរីរាង្គងាយនឹងបង្កជាហេតុ (VOCs)។ វាក៏ពូកែក្នុងការស្រូបវត្ថុរាវកំឡុងពេលប្រព្រឹត្តិកម្មទឹកក្រុងផងដែរ។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ វាបរាជ័យទាំងស្រុងនៅពេលដែលមានភារកិច្ចជាមួយការផ្ទុកអ៊ីយ៉ុងអេឡិចត្រូគីមីដែលអាចបញ្ច្រាស់បានយ៉ាងឆាប់រហ័ស។

យើងត្រូវតែពិនិត្យមើល 'គំរូខ្សែបញ្ជូន' ដើម្បីយល់ពីភាពមិនស៊ីគ្នានៃអេឡិចត្រូលីតនេះ។ ក្របខ័ណ្ឌគណិតវិទ្យាដែលបានទទួលយកនេះតំណាងឱ្យអេឡិចត្រូត porous ជាបណ្តាញស្មុគស្មាញនៃ resistors ចែកចាយ និង capacitor ។ នៅក្នុង EDLC អ៊ីយ៉ុងអេឡិចត្រូលីតត្រូវតែធ្វើដំណើរជ្រៅទៅក្នុងរន្ធញើសកាបូន ដើម្បីរក្សាទុកបន្ទុកអគ្គិសនី។ កាបូនបែបប្រពៃណីមានលក្ខណៈពិសេសការចែកចាយរន្ធញើសដោយចៃដន្យខ្ពស់។ រន្ធញើសទាំងនេះភាគច្រើនតូចពេក។ អ៊ីយ៉ុងអេឡិចត្រូលីតផ្ទុកនូវសែលសូលុយស្យុងសំពីងសំពោង។ ពួកគេមិនអាចចូលទៅក្នុងលំហតូចៗទាំងនេះបានទេ។ ភាពមិនស៊ីគ្នានៃវិមាត្រនេះបង្កើត 'តំបន់ស្លាប់' ដ៏ធំនៅទូទាំងសម្ភារៈ។ ផ្ទៃផ្ទៃទ្រឹស្តីមិនរួមចំណែកអ្វីដល់សមត្ថភាពដែលអាចវាស់វែងបាន។ ផ្ទុយទៅវិញ វាដើរតួនាទីជាការបិទផ្លូវ និងជំរុញឱ្យមានភាពធន់ទ្រាំអគ្គិសនីខាងក្នុង។

អ្នកក៏ត្រូវតែវាយតម្លៃឱ្យបានហ្មត់ចត់អំពីហានិភ័យប្រតិបត្តិការនៃការឆក់ខ្លួនឯងផងដែរ។ កាបូនភាគច្រើនតាមធម្មជាតិមានផ្ទុកផេះខ្ពស់។ ពួកគេក៏រក្សាដានមិនបរិសុទ្ធនៃលោហធាតុផងដែរ។ នៅក្នុងបរិយាកាស capacitor វ៉ុលខ្ពស់ ភាពមិនបរិសុទ្ធទាំងនេះបង្កការគំរាមកំហែងដល់ជីវិត។ ពួកវាបង្កឱ្យមានប្រតិកម្ម Faraday redox ដែលមិនអាចត្រឡប់វិញបាន ជំនួសឱ្យការជួយសម្រួលដល់ការផ្ទុកស្រទាប់ទ្វេរដងរាងកាយឱ្យស្អាត។ ប្រតិកម្ម​គីមី​ប៉ារ៉ាស៊ីត​ទាំងនេះ​នាំ​ឱ្យ​មាន​ការ​បញ្ចេញ​ទឹក​ចេញ​ដោយ​ខ្លួន​ឯង​យ៉ាង​លឿន។ ពួកគេបង្កើតកំដៅខាងក្នុងលើស។ នៅទីបំផុត ពួកវាបណ្តាលឱ្យមានការហើមកោសិកាធ្ងន់ធ្ងរ និងធានាការស្លាប់មុនអាយុរបស់ EDLC ។

លក្ខណៈវិនិច្ឆ័យវាយតម្លៃរចនាសម្ព័ន្ធ និងអេឡិចត្រូគីមី

នៅពេលវាយតម្លៃវត្ថុធាតុអេឡិចត្រូតដែលមានសក្តានុពល អ្នកត្រូវតែមើលទៅឆ្ងាយហួសពីការវាស់វែងផ្ទៃមូលដ្ឋាន។ មាត្រដ្ឋានពិតនៃភាពជោគជ័យពាណិជ្ជកម្មស្ថិតនៅក្នុងឋានានុក្រមរន្ធញើស។ អ្នកត្រូវការតុល្យភាពរាងកាយដ៏ល្អឥតខ្ចោះរវាងការផ្ទុកថាមពលច្រើន និងការចែកចាយថាមពលរហ័ស។

Micropores វាស់យ៉ាងតឹងរ៉ឹងនៅក្រោម 2 nanometers នៅក្នុងអង្កត់ផ្ចិត។ ពួកវាបម្រើដើម្បីបង្កើនផ្ទៃជាក់លាក់នៃអេឡិចត្រូត។ ពួកវាដើរតួជាកន្លែងផ្ទុកអ៊ីយ៉ុងចម្បងកំឡុងពេលសាកថ្ម។ ការពង្រីករចនាសម្ព័ន្ធទាំងនេះដោយផ្ទាល់ បង្កើនដង់ស៊ីតេថាមពលទាំងមូលរបស់អ្នក។ ផ្ទុយទៅវិញ mesopores មានចាប់ពី 2 ទៅ 50 nanometers ។ ពួកវាបម្រើជាការដឹកជញ្ជូនពហុផ្លូវ 'ផ្លូវហាយវេ' សម្រាប់អ៊ីយ៉ុងអេឡិចត្រូលីតចូល និងចេញ។ ពួកគេកាត់បន្ថយយ៉ាងខ្លាំងនូវភាពធន់ទ្រាំសាយភាយអ៊ីយ៉ុង។ រចនាសម្ព័ន្ធ mesopore នេះបង្កើនដង់ស៊ីតេថាមពលសរុបរបស់អ្នក។ រចនាសម្ព័ន្ធ micropore សុទ្ធគិតថ្លៃយឺតពេក។ រចនាសម្ព័ន្ធ mesopore សុទ្ធផ្ទុកបន្ទុកតិចតួចពេក។

បន្ទាប់ គីមីវិទ្យាលើផ្ទៃកំណត់ភាពសើមនៃអេឡិចត្រូលីត។ ពាណិជ្ជកម្ម supercapacitor activated carbon ឆ្លងកាត់ការកែប្រែក្រុមផ្ទៃតាមតម្រូវការ។ ជំហានដ៏សំខាន់នេះធានាការសើមសម្ភារៈពេញលេញដោយអេឡិចត្រូលីតសរីរាង្គជាក់លាក់ ឬដំណោះស្រាយ aqueous ។ ការសើមល្អឥតខ្ចោះកាត់បន្ថយភាពធន់នៃស៊េរីសមមូល (ESR) នៃកោសិកា។ កាបូនចម្រោះស្តង់ដារ ខ្វះទាំងស្រុងនូវគីមីវិទ្យាលើផ្ទៃ។ ពួកវាជារឿយៗបណ្តេញអេឡិចត្រូលីតសរីរាង្គទំនើប។

យើង​អាច​មើល​ឃើញ​យ៉ាង​ច្បាស់​នូវ​ការ​បែង​ចែក​នៅ​ក្នុង​មូលដ្ឋាន​អេឡិចត្រូគីមី​ស្តង់ដារ​របស់​ពួកគេ។ ថ្នាក់ supercapacitor ពាណិជ្ជកម្មអាចជឿទុកចិត្តបានផ្តល់នូវសមត្ថភាពជាក់លាក់រវាង 100 និង 200+ F/g ។ កាបូនប្រពៃណីផ្តល់ទិន្នផលខ្ពស់មិនស្ថិតស្ថេរ និងសមត្ថភាពធ្វេសប្រហែស។ លើសពីនេះ វ៉ារ្យ៉ង់ដែលបង្កើតដោយគោលបំណងអាចស៊ូទ្រាំនឹងការសាកថ្មលឿនជាងមួយលានដង និងវដ្តនៃការបញ្ចោញដោយមិនបរាជ័យ។ ពួកគេសម្រេចបាននូវអាយុកាលដ៏គ្មានកំណត់នេះ ដោយសារតែយន្តការផ្ទុករបស់ពួកគេពឹងផ្អែកលើការបង្កើតស្រទាប់ពីរផ្នែកជាក់ស្តែង។ មិនមានចំណងគីមីបំបែក ឬបង្កើតកំឡុងពេលប្រតិបត្តិការទេ។

មាត្រដ្ឋានវាយតម្លៃ	កាបូនដែលបានធ្វើឱ្យសកម្ម Supercapacitor	កាបូនដែលបានធ្វើឱ្យសកម្មប្រពៃណី
យន្តការបឋម	ការផ្ទុកអេឡិចត្រូគីមីបញ្ច្រាស	ការស្រូបយកភាពមិនបរិសុទ្ធខាងរាងកាយ
ស្ថាបត្យកម្ម Pore	ឋានានុក្រម (មីក្រូ + មេសូ)	ចែកចាយដោយចៃដន្យ
មាតិកាផេះ	យ៉ាងតឹងរឹង < 1%	ជាញឹកញាប់ 5% ទៅ 15%
វដ្តជីវិតដែលរំពឹងទុក	1,000,000+ វដ្ត	អេឡិចត្រូលីតបរាជ័យយ៉ាងឆាប់រហ័ស
សមត្ថភាពជាក់លាក់	100 - 300 F / ក្រាម។	ធ្វេសប្រហែស / មិនស្ថិតស្ថេរ

ភាពម៉ត់ចត់ក្នុងការផលិត និងភាពបរិសុទ្ធនៃសម្ភារៈ (ហានិភ័យក្នុងការអនុវត្ត)

ក្រុមលទ្ធកម្មប្រឈមនឹងហានិភ័យនៃការអនុវត្តយ៉ាងធ្ងន់ធ្ងរ ប្រសិនបើពួកគេមិនអើពើនឹងភាពតឹងរ៉ឹងនៃផលិតកម្ម។ គម្លាតនៃការអនុវត្តរវាងកាបូនពាណិជ្ជកម្ម និងបុព្វលាភ ចាប់ផ្តើមទាំងស្រុងនៅកម្រិតចំណី។ អ្នកមិនអាចកែច្នៃវត្ថុធាតុដើមអាក្រក់បានទេ។

កាបូនស្តង់ដារប្រើប្រាស់ឈើ ធ្យូងថ្ម ឬ peat តម្លៃថោក។ មុនគេដែលជីកយករ៉ែយ៉ាងច្រើនទាំងនេះមានសារធាតុមិនបរិសុទ្ធខ្ពស់ពីធម្មជាតិ។ ផ្ទុយទៅវិញ ប្រព័ន្ធផ្ទុកថាមពល ទាមទារឱ្យមាន បុព្វកថាដែលមានភាពបរិសុទ្ធខ្ពស់។ ក្រុមហ៊ុនផលិតវរជនពឹងផ្អែកយ៉ាងតឹងរ៉ឹងលើសំបកដូងដែលមានតម្លៃថ្លៃ ទីលានសំយោគឯកទេស ឬជ័រ phenolic ថ្នាក់ទីខ្ពស់។ សំបកដូងជាពិសេសផ្តល់នូវដង់ស៊ីតេធម្មជាតិដ៏ល្អសម្រាប់ការបង្កើត micropore ។

ភាពជាក់លាក់នៃការធ្វើឱ្យសកម្មតំណាងឱ្យឧបសគ្គនៃការអនុវត្តដ៏ធំមួយទៀត។ ការបង្កើតការបែងចែកទំហំរន្ធញើសដ៏ល្អ ទាមទារការគ្រប់គ្រងបរិស្ថានខ្លាំង។ អ្នកមិនអាចដុតកាបូនធម្មតាបានទេ។

• ខ្សែកោងធ្វើឱ្យសកម្មតឹងរឹង៖ អ្នកផលិតប្រើខ្សែកោងធ្វើឱ្យសកម្មដោយចំហាយទឹក ឬកាបូនឌីអុកស៊ីតដែលគ្រប់គ្រងយ៉ាងតឹងរ៉ឹង។ ជម្រាលសីតុណ្ហភាពត្រូវតែពិតប្រាកដដល់កម្រិត។

• វិធីសាស្រ្តកម្រិតខ្ពស់៖ អ្នកផ្គត់ផ្គង់មួយចំនួនប្រើវិធីសាស្ត្រកម្រិតខ្ពស់ដែលមិនមាន KOH ។ នេះការពារសំណល់លោហធាតុដែលច្រេះពីការជាប់នៅក្នុងផលិតផលចុងក្រោយ។

• ការអភិរក្សគ្រោងឆ្អឹង៖ ដំណើរការកម្ដៅត្រូវតែឆ្លាក់ចេញនូវសារធាតុ mesopores ច្បាស់លាស់ដោយមិនបំផ្លាញគ្រោងឆ្អឹងកាបូន។ ការធ្វើឱ្យសកម្មហួសហេតុធ្វើឱ្យសម្ភារៈដួលរលំ។

ជាចុងក្រោយ អ្នកទិញត្រូវតែដោះស្រាយយ៉ាងសកម្មនូវហានិភ័យដែលលាក់កំបាំងនៃភាពស៊ីសង្វាក់គ្នាជាបាច់។ ភាពខុសគ្នានៃជីវម៉ាសធម្មជាតិនៅតែជាការគំរាមកំហែងពិតប្រាកដដល់ផលិតកម្ម។ វត្ថុធាតុដើមដែលមិនអាចគ្រប់គ្រងបាននាំឱ្យដំណើរការកោសិកាប្រែប្រួលយ៉ាងខ្លាំងនៅលើបន្ទាត់ដំឡើង។ អ្នកផ្គត់ផ្គង់លំដាប់កំពូល ដាក់ពង្រាយឧបករណ៍ឯកទេស ដើម្បីដោះស្រាយបញ្ហាពិតប្រាកដនេះ។ ពួកគេប្រើឡដុត rotary កម្រិតខ្ពស់ដើម្បីធានាបាននូវកំដៅសម្ភារៈឯកសណ្ឋានខ្ពស់។ ពួកគេប្រើប្រាស់ម៉ាស៊ីនកិនខ្យល់ខ្លាំង ដើម្បីធានាទំហំភាគល្អិតដែលស្របគ្នាឥតខ្ចោះ។ ពួកគេក៏អនុវត្តពិធីការលាងអាស៊ីតពហុដំណាក់កាលដែលមានកម្មសិទ្ធិផងដែរ។ ជំហានដ៏ម៉ត់ចត់ទាំងនេះធានានូវភាពស៊ីសង្វាក់គ្នាពីឡូតិ៍ទៅច្រើន និងរក្សាមាតិកាផេះដោយសុវត្ថិភាពក្រោម 1% ។

TCO និងការពិតសម្ភារៈជំនួស (គ្រោងការណ៍ ROI)

វិស្វកររចនាតែងតែអានចំណងជើងដ៏គួរឱ្យរំភើបអំពីការទម្លាយវត្ថុធាតុណាណូ។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ លទ្ធភាពនៃពាណិជ្ជកម្មប្រាប់រឿងកាន់តែអាក្រក់។ យើងត្រូវវាយតម្លៃយ៉ាងម៉ត់ចត់នូវសម្ភារៈអេឡិចត្រូតទាំងអស់តាមរយៈក្របខ័ណ្ឌនៃការចំណាយសរុបនៃកម្មសិទ្ធិ (TCO) ។ អព្ភូតហេតុមន្ទីរពិសោធន៍កម្រនឹងរួចផុតពីការពិតដ៏អាក្រក់នៃលទ្ធកម្មរោងចក្រ។

បច្ចុប្បន្ននេះ មូលដ្ឋានពាណិជ្ជកម្មសម្រាប់កាបូនថ្នាក់ទីខ្ពស់នៅតែមានភាពទាក់ទាញខ្លាំង។ កាបូនដែលបានធ្វើឱ្យសកម្មកម្រិត Supercapacitor មានតម្លៃប្រហែល $10 ទៅ $30 ក្នុងមួយគីឡូក្រាម។ គំរូតម្លៃដែលអាចធ្វើមាត្រដ្ឋានបានខ្ពស់នេះធ្វើឱ្យផលិតកម្មដ៏ធំអាចធ្វើទៅបានសម្រាប់កម្មវិធីរថយន្ត និងគ្រឿងអេឡិចត្រូនិក។

ជាញឹកញាប់យើងជួបប្រទះនូវកំហុសជំនួសសម្ភារៈនៅក្នុងនាយកដ្ឋាន R&D ទំនើប។ Graphene, carbon nanotubes (CNTs) និង MXene គ្រប់គ្រងអក្សរសិល្ប៍សិក្សា។ ពួកគេពិតជាមានអំនួតតាមរយៈដំណើរការមន្ទីរពិសោធន៍ដ៏អស្ចារ្យ។ ផ្ទៃទ្រឹស្តីរបស់ពួកគេអាចលើសពី 2000 m²/g ។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ ពួកគេបានបរាជ័យជាសាកលក្នុងការធ្វើតេស្តលទ្ធភាពពាណិជ្ជកម្ម។ តម្លៃផលិតកម្មហាមឃាត់របស់ពួកគេមានចាប់ពី 100 ដុល្លារដល់លើសពី 1,000 ដុល្លារក្នុងមួយគីឡូក្រាម។ ពួកគេ​ក៏​រង​នូវ​បញ្ហា​ទ្រង់ទ្រាយ​ធំ​ដែល​មិន​អាច​ដោះស្រាយ​បាន​យ៉ាង​ធ្ងន់ធ្ងរ។ ជាឧទាហរណ៍ សន្លឹក graphene ដ៏ប្រណិតមានភាពល្បីល្បាញឡើងវិញក្នុងអំឡុងពេលថ្នាំកូតអេឡិចត្រូតពាណិជ្ជកម្ម។ បាតុភូតឡើងវិញនេះបំផ្លាញភ្លាមៗនូវផ្ទៃដែលអាចចូលដំណើរការបានខ្ពស់ដែលអ្នកទើបតែបានបង់ថ្លៃបុព្វលាភដ៏ធំដើម្បីទទួលបាន។

ប្រភេទសម្ភារៈ	តម្លៃប៉ាន់ស្មាន ($/kg)	ការធ្វើមាត្រដ្ឋានពាណិជ្ជកម្ម	ការរឹតបន្តឹងបឋម
កាបូនដែលបានធ្វើឱ្យសកម្ម Supercapacitor	$10 - $30	ល្អឥតខ្ចោះ (ការផ្គត់ផ្គង់សកល)	ដែនកំណត់ដង់ស៊ីតេថាមពលខាងលើ
កាត់បន្ថយ Graphene Oxide (rGO)	$100 - $300+	ខ្សោយទៅមធ្យម	ការដាក់ស្រទាប់ឡើងវិញនៅក្នុងអេឡិចត្រូត
MXene	$500 - $1,000+	មន្ទីរពិសោធន៍តែប៉ុណ្ណោះ	ការចំណាយខ្ពស់ ហានិភ័យអុកស៊ីតកម្ម
បំពង់ណាណូកាបូន (CNTs)	$150 - $500	មធ្យម (ជាសារធាតុបន្ថែម)	ភាពលំបាកនៃការបែកខ្ញែក, ការចំណាយ

ទីបំផុត កម្មវិធីបញ្ជា TCO ចម្បងរបស់អ្នកកំណត់ភាពជោគជ័យរបស់គម្រោង។ កាបូនដែលបានធ្វើឱ្យសកម្មដោយវិស្វកម្មភាពជាក់លាក់ផ្តល់នូវការវាស់វែង 'តម្លៃក្នុងមួយហ្វារ៉ាដ' ដ៏ល្អប្រសើរ។ វាក៏ផ្តល់នូវសមាមាត្រ 'តម្លៃក្នុងមួយវ៉ាត់ម៉ោង' ដ៏ល្អបំផុតនៅលើទីផ្សារផងដែរ។ វាគួរឱ្យទុកចិត្តជាមធ្យមពី 5 ទៅ 8 Wh/kg ក្នុងការចំណាយឧស្សាហកម្មដែលអាចធ្វើមាត្រដ្ឋានបានយ៉ាងងាយស្រួល។ ការពិតសេដ្ឋកិច្ចដ៏លេចធ្លោនេះធានាបាននូវទីតាំងដែលកំពុងដំណើរការរបស់ខ្លួនជាមូលដ្ឋានគ្រឹះដែលមិនអាចប្រកែកបានសម្រាប់ការស្តុកទុកថាមពលពាណិជ្ជកម្ម។

តក្កវិជ្ជាបញ្ជីសម្រាំងអ្នកផ្គត់ផ្គង់៖ របៀបធ្វើសវនកម្មកាបូន Supercapacitor

ដំណើរការលទ្ធកម្មសម្រាប់សមា្ភារៈផ្ទុកថាមពលតម្រូវឱ្យមានតក្កវិជ្ជាសវនកម្មដ៏តឹងរឹង។ កុំទទួលយកទិន្នន័យមូលដ្ឋាននៃផ្ទៃ BET ជាភស្តុតាងគ្រប់គ្រាន់នៃគុណភាព។ ផ្ទៃខ្ពស់មានន័យថាគ្មានអ្វីទេប្រសិនបើរន្ធញើសមិនអាចចូលបាន។ អ្នកត្រូវតែវាយតម្លៃជាផ្លូវការនូវសមត្ថភាពអេឡិចត្រូគីមីពិតប្រាកដ។

ទីមួយទាមទារឯកសារថ្នាក់មន្ទីរពិសោធន៍ត្រឹមត្រូវ។ រាយបញ្ជីសម្រាំងតែអ្នកផ្គត់ផ្គង់ដែលស្ម័គ្រចិត្តផ្តល់ទិន្នន័យការធ្វើតេស្តគីមីអគ្គិសនីដ៏ទូលំទូលាយ។ សុំឱ្យពិនិត្យមើលតារាង Cyclic Voltammetry (CV) របស់ពួកគេ។ អ្នកចង់ឃើញខ្សែកោងរាងចតុកោណកែងឥតខ្ចោះឆ្លងកាត់អត្រាស្កេនផ្សេងៗ។ រូបរាងធរណីមាត្រនេះបង្ហាញពីសមត្ថភាពនៃស្រទាប់ពីរដ៏ល្អ។ ប្រសិនបើអ្នកឃើញកំពូល redox (humps) នៅក្នុងខ្សែកោង សូមបដិសេធសម្ភារៈ។ កំពូលទាំងនេះបង្ហាញពីភាពមិនបរិសុទ្ធនៃលោហធាតុដែលមិនចង់បាន។ បន្ទាប់មក ធ្វើការវិភាគក្រាហ្វ Constant Current Charge-Discharge (CCD) របស់ពួកគេ។ ពិនិត្យមើលការទម្លាក់ IR ដំបូងដោយប្រុងប្រយ័ត្ននៅពេលបច្ចុប្បន្នបញ្ច្រាស។ ការធ្លាក់ចុះតង់ស្យុងអប្បបរមាបញ្ជាក់ពី ESR ទាប និងសមត្ថភាពថាមពលខ្ពស់ជាង។

ទីពីរ អ្នក​ត្រូវ​តែ​វាយ​តម្លៃ​ដោយ​រាងកាយ ឬ​ស្ទើរតែ​ស្ទើរតែ​នឹង​ការ​លាង​សម្អាត​ខាងក្នុង និង​សមត្ថភាព​កិន។ លទ្ធកម្មគួរតែធ្វើសវនកម្មយ៉ាងតឹងរ៉ឹងនូវប្រតិបត្តិការក្រោយដំណើរការរបស់អ្នកផ្គត់ផ្គង់។ សមត្ថភាពខាងក្នុងខ្ពស់ក្នុងការលាងអាស៊ីតគឺមិនអាចចរចាបានទេ។ វាគឺជាមធ្យោបាយតែមួយគត់ដើម្បីកម្ចាត់អ៊ីយ៉ុងលោហៈសកម្មប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាព។ ជាងនេះទៅទៀត ការកិនដោយយន្តហោះដែលមានភាពជាក់លាក់ធានានូវការចែកចាយទំហំភាគល្អិតឯកសណ្ឋានមិនគួរឱ្យជឿ។ សមត្ថភាពទាំងពីរនេះត្រូវបានទាមទារយ៉ាងតឹងរ៉ឹងដើម្បីសម្រេចបាននូវថ្នាំកូតអេឡិចត្រូតរលោងដោយគ្មានពិការភាព។

ជាចុងក្រោយ សូមអនុវត្តពិធីការសាកល្បងផ្ទៃក្នុងយ៉ាងម៉ត់ចត់ មុនពេលចុះហត្ថលេខាលើកិច្ចសន្យាសំខាន់ៗ។

1. ចាប់ផ្តើមការធ្វើតេស្តសាកល្បង៖ ចាប់ផ្តើមទាំងស្រុងជាមួយនឹងការធ្វើតេស្តជាក្រុមតូចៗនៅក្នុងកោសិកាកាក់។ កុំប្រញាប់ទៅទម្រង់ស៊ីឡាំង។

2. ផ្គូផ្គងប្រព័ន្ធអេឡិចត្រូលីត៖ សាកល្បងសម្ភារៈទាំងស្រុងនៅក្នុងអេឡិចត្រូលីតសរីរាង្គ ឬសារធាតុទឹករបស់អ្នក។ ដំណើរការសម្ភារៈផ្លាស់ប្តូរយ៉ាងខ្លាំងរវាងសារធាតុរំលាយ។

3. ផ្ទៀងផ្ទាត់ភាពស៊ីសង្វាក់នៃបណ្តុំ៖ ទាមទារសំណាកពិការភ្នែកពីផលិតកម្មផ្សេងគ្នាយ៉ាងហោចណាស់បី។ ធ្វើ​ឱ្យ​មាន​ភាព​ស៊ីសង្វាក់​គ្នា​នៃ​អេឡិចត្រូគីមី​នៅ​ទូទាំង​ទាំង​បី​មុន​នឹង​ធ្វើ​ការ​ដាក់​តោន។

សេចក្តីសន្និដ្ឋាន

យើងត្រូវតែបញ្ជាក់ឡើងវិញនូវការពិតជាមូលដ្ឋានមួយ។ កាបោន Supercapacitor គឺជាវត្ថុធាតុគីមីអគ្គិសនីដែលផលិតឡើងដោយគោលបំណងចម្រាញ់។ វា​មិន​មែន​ជា​ទំនិញ​ចម្រោះ​ច្រើន​ទេ។ ការទទួលស្គាល់ភាពខុសគ្នានេះជួយសន្សំសំចៃរាប់ពាន់ម៉ោងក្នុងការខិតខំប្រឹងប្រែង R&D ដែលបរាជ័យ។

ការព្យាយាមកាត់បន្ថយការចំណាយយ៉ាងខ្លាំងក្លាដោយការស្វែងរកកាបូនពាណិជ្ជកម្មថ្នាក់ទាបនឹងត្រលប់មកវិញទាំងស្រុង។ ផ្លូវកាត់នេះធានានូវភាពធន់ខាងក្នុងខ្ពស់ កំដៅកោសិកាខ្លាំងពេក និងការបរាជ័យនៃផលិតផលដែលមិនអាចជៀសបាននៅក្នុងវិស័យនេះ។ ប្រព័ន្ធផ្ទុកថាមពលរបស់អ្នកនឹងដំណើរការក៏ដូចជាសមាសធាតុខ្សោយបំផុតរបស់វា។

ក្រុមវិស្វកម្ម និងលទ្ធកម្មរបស់អ្នកគួរតែធ្វើសវនកម្មភ្លាមៗនូវខ្សែសង្វាក់ផ្គត់ផ្គង់បច្ចុប្បន្នរបស់អ្នក។ ផ្ទៀងផ្ទាត់កម្រិតភាពបរិសុទ្ធបច្ចុប្បន្ន និងសមាមាត្រ mesopore របស់អ្នក។ ទាក់ទងក្រុមហ៊ុនផលិតល្បីឈ្មោះដើម្បីស្នើសុំតារាងទិន្នន័យបច្ចេកទេសលម្អិត (TDS) និងម៉ែត្រការចែកចាយទំហំរន្ធញើសពិតប្រាកដ។ ធានានូវគំរូសាកល្បងជានិច្ច ដើម្បីធ្វើសុពលភាពការអនុវត្តជាក់ស្តែងនៅក្នុងការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធ EDLC ជាក់លាក់របស់អ្នក មុនពេលពង្រីកទំហំ។

សំណួរគេសួរញឹកញាប់

សំណួរ៖ តើខ្ញុំអាចប្រើកាបូនដែលបានធ្វើឱ្យសកម្មបែបប្រពៃណីនៅក្នុងគំរូ EDLC បានទេ?

ចម្លើយ៖ ទេ កាបូនប្រពៃណីពឹងផ្អែកយ៉ាងខ្លាំងលើយន្តការស្រូបយករាងកាយ ហើយខ្វះរចនាសម្ព័ន្ធ mesopore ដែលមានតុល្យភាពទាំងស្រុង។ នេះបង្កើតភាពធន់ទ្រាំផ្ទៃក្នុងដ៏ធំ។ លទ្ធភាពប្រើប្រាស់អ៊ីយ៉ុងខ្សោយនឹងផ្តល់ទិន្នន័យសមត្ថភាពមិនអាចប្រើប្រាស់បានទាំងស្រុង។ វានឹងបញ្ឆោតលទ្ធផលគំរូរបស់អ្នកយ៉ាងខ្លាំង និងធានាការបរាជ័យកោសិកាដំបូង។

សំណួរ៖ តើអ្វីជាផ្ទៃជាក់លាក់ដ៏ល្អសម្រាប់ supercapacitor activated carbon?

ចម្លើយៈ ផ្ទៃជាក់លាក់ល្អបំផុតជាធម្មតាមានចាប់ពី 1,000 ដល់ជាង 2,000 m²/g ។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ ផ្ទៃដីសរុបតែម្នាក់ឯងមិនកំណត់ការអនុវត្តទេ។ ការចែកចាយទំហំរន្ធញើសគឺសំខាន់ជាង។ អ្នកត្រូវការសមាមាត្រ micropore-to-mesopore ពិតប្រាកដដើម្បីធ្វើឱ្យមានតុល្យភាពនៃការផ្ទុកថាមពលខ្ពស់ជាមួយនឹងការចែកចាយអ៊ីយ៉ុងយ៉ាងឆាប់រហ័ស។

សំណួរ៖ ហេតុអ្វីបានជាបរិមាណផេះទាបមានសារៈសំខាន់សម្រាប់ការផ្ទុកថាមពល?

ចម្លើយៈ ផេះ និងលោហធាតុ ដើរតួជាកាតាលីករដែលមិនចង់បាន។ នៅក្នុងបរិយាកាសដែលមានតង់ស្យុងខ្ពស់ ពួកវាបង្កឱ្យមានប្រតិកម្មផ្នែកគីមីដោយអចេតនា។ ប្រតិកម្ម Faraday ដែលមិនអាចត្រឡប់វិញបានទាំងនេះនាំឱ្យ capacitor ហើម ចរន្តលេចធ្លាយខ្ពស់ ការបង្កើតកំដៅលើស និងការហូរចេញដោយខ្លួនឯងយ៉ាងឆាប់រហ័ស។ ទីបំផុតពួកវាបំផ្លាញកោសិកាពីខាងក្នុងចេញមកក្រៅ។

សំណួរ៖ តើកាបូនដែលបានមកពីជីវម៉ាសអាចទុកចិត្តបានសម្រាប់ supercapacitor ដែរឬទេ?

ចម្លើយ៖ បាទ វត្ថុធាតុដែលកើតចេញពីជីវម៉ាស - ជាពិសេសសំបកដូងមានតម្លៃថ្លៃ - មានភាពជឿជាក់ខ្ពស់។ ពួកវាបង្កើតរចនាសម្ព័ន្ធ micropore ដ៏ល្អដោយធម្មជាតិ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយភាពជឿជាក់នេះពឹងផ្អែកទាំងស្រុងលើក្រុមហ៊ុនផលិត។ ពួកគេត្រូវតែប្រើប្រាស់ពិធីការ QA/QC ដ៏តឹងរ៉ឹង និងដំណើរការលាងអាស៊ីតកម្រិតខ្ពស់ ដើម្បីកាត់បន្ថយការប្រែប្រួលធម្មជាតិដែលមាននៅក្នុងជីវម៉ាស់ដោយជោគជ័យ។