Views: 0 Author: Site Editor ເວລາເຜີຍແຜ່: 2024-10-24 ຕົ້ນກໍາເນີດ: ເວັບໄຊ
ຄວາມຕ້ອງການສໍາລັບການແກ້ໄຂການເກັບຮັກສາພະລັງງານໄດ້ເພີ່ມຂຶ້ນ skyrockets ໃນຊຸມປີມໍ່ໆມານີ້, ຍ້ອນຄວາມຕ້ອງການແຫຼ່ງພະລັງງານທີ່ມີປະສິດທິພາບແລະຍືນຍົງ. ໃນບັນດາເຕັກໂນໂລຢີຕ່າງໆທີ່ມີຢູ່, supercapacitors ໄດ້ກາຍມາເປັນຜູ້ນສໍາຄັນໃນອຸດສາຫະກໍາການເກັບຮັກສາພະລັງງານ. ຄວາມສາມາດໃນການເກັບຮັກສາແລະການປ່ອຍພະລັງງານຂອງພວກເຂົາຢ່າງໄວວາເຮັດໃຫ້ພວກມັນເຫມາະສົມສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກຕ່າງໆຕັ້ງແຕ່ລະບົບພະລັງງານທົດແທນຈົນເຖິງຍານພາຫະນະໄຟຟ້າ. ຫົວໃຈຂອງເທກໂນໂລຍີ supercapacitor ແມ່ນອຸປະກອນທີ່ສໍາຄັນ: ກາກບອນທີ່ເປີດໃຊ້. ເອກະສານການຄົ້ນຄວ້ານີ້ຄົ້ນຄວ້າບົດບາດສໍາຄັນຂອງຄາບອນທີ່ເປີດໃຊ້ງານໃນການສ້າງນະວັດຕະກໍາ ແລະປະສິດທິພາບຂອງ supercapacitor, ສຸມໃສ່ຜົນກະທົບຂອງມັນຕໍ່ຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງພະລັງງານ, ຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງພະລັງງານ, ແລະປະສິດທິພາບໂດຍລວມ.
ກາກບອນທີ່ເປີດໃຊ້, ດ້ວຍຄຸນສົມບັດທີ່ເປັນເອກະລັກເຊັ່ນ: ພື້ນທີ່ສູງແລະການນໍາທາງທີ່ດີເລີດ, ໄດ້ກາຍເປັນວັດສະດຸທາງເລືອກສໍາລັບ electrodes supercapacitor. ໃນເອກະສານສະບັບນີ້, ພວກເຮົາຈະເຂົ້າໃຈວິທະຍາສາດທີ່ຢູ່ເບື້ອງຫລັງຂອງຄາບອນທີ່ເປີດໃຊ້, ຂະບວນການຜະລິດຂອງມັນ, ແລະວິທີການເພີ່ມປະສິດທິພາບຂອງ supercapacitor. ກ່ອນທີ່ພວກເຮົາຈະເຂົ້າໄປໃນດ້ານດ້ານວິຊາການ, ມັນເປັນສິ່ງສໍາຄັນທີ່ຈະສັງເກດວ່າບົດບາດຂອງ supercapacitor activated carbon ບໍ່ພຽງແຕ່ຈໍາກັດການເກັບຮັກສາພະລັງງານເທົ່ານັ້ນ. ມັນຍັງມີບົດບາດສໍາຄັນໃນການປັບປຸງຄວາມຍືນຍົງແລະປະສິດທິພາບຂອງອຸດສາຫະກໍາຕ່າງໆ. ໃນຂະນະທີ່ພວກເຮົາກ້າວໄປຂ້າງຫນ້າ, ພວກເຮົາຈະຄົ້ນຫາວິທີການທີ່ວັດສະດຸນີ້ກໍາລັງສະຫນອງການເກັບຮັກສາພະລັງງານແລະນະວັດຕະກໍາໃນອະນາຄົດ.
ກາກບອນທີ່ເປີດໃຊ້ງານແມ່ນຮູບແບບຂອງຄາບອນທີ່ໄດ້ຮັບການປຸງແຕ່ງເພື່ອໃຫ້ມີຮູຂຸມຂົນຂະຫນາດນ້ອຍ, ປະລິມານຕ່ໍາທີ່ເພີ່ມພື້ນທີ່ຫນ້າດິນສໍາລັບການດູດຊຶມຫຼືປະຕິກິລິຍາທາງເຄມີ. ພື້ນທີ່ສູງນີ້ແມ່ນສໍາຄັນສໍາລັບ supercapacitor, ເນື່ອງຈາກວ່າມັນອະນຸຍາດໃຫ້ເກັບຮັກສາຄ່າໃຊ້ຈ່າຍເພີ່ມເຕີມໃນການໂຕ້ຕອບ electrode-electrolyte. Supercapacitor activated carbon , ເຊິ່ງຍັງສາມາດມາຈາກ ຜະລິດຕະພັນຖ່ານໄມ້ໄຜ່ , ມີບົດບາດສໍາຄັນໃນການປັບປຸງປະສິດທິພາບແລະຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງພະລັງງານຂອງ supercapacitor. ປະສິດທິພາບຂອງ supercapacitor ແມ່ນກ່ຽວຂ້ອງໂດຍກົງກັບພື້ນທີ່ຂອງວັດສະດຸ electrode, ເຮັດໃຫ້ກາກບອນ activated ເປັນທາງເລືອກທີ່ເຫມາະສົມ.
ໂຄງສ້າງຂອງຄາບອນທີ່ເປີດໃຊ້ງານປະກອບດ້ວຍເຄືອຂ່າຍຂອງຮູຂຸມຂົນທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ກັນເຊິ່ງສະຫນອງພື້ນທີ່ຫນ້າດິນຂະຫນາດໃຫຍ່, ໂດຍປົກກະຕິແມ່ນຕັ້ງແຕ່ 500 ຫາ 1500 m² / g. ພື້ນທີ່ສູງນີ້ເຮັດໃຫ້ການເກັບຮັກສາຈໍານວນຂະຫນາດໃຫຍ່ຂອງ ions, ເຊິ່ງເປັນສິ່ງຈໍາເປັນສໍາລັບການບັນລຸ capacitance ສູງໃນ supercapacitor. ຍິ່ງໄປກວ່ານັ້ນ, ໂຄງສ້າງ porous ຂອງກາກບອນ activated ອະນຸຍາດໃຫ້ການຂົນສົ່ງ ion ຢ່າງໄວວາ, ປະກອບສ່ວນກັບຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງພະລັງງານສູງຂອງ supercapacitor.
ພື້ນທີ່ແລະ porosity ຂອງກາກບອນ activated ແມ່ນປັດໃຈສໍາຄັນທີ່ກໍານົດການປະຕິບັດຂອງ supercapacitor. ພື້ນຜິວທີ່ສູງຂຶ້ນອະນຸຍາດໃຫ້ເກັບຮັກສາຄ່າໃຊ້ຈ່າຍເພີ່ມເຕີມ, ໃນຂະນະທີ່ porosity ອໍານວຍຄວາມສະດວກໃນການເຄື່ອນໄຫວຂອງ ions ພາຍໃນ electrode ໄດ້. ການແຜ່ກະຈາຍຂະຫນາດ pore ຂອງກາກບອນ activated ແມ່ນຍັງມີຄວາມສໍາຄັນ, ຍ້ອນວ່າມັນຜົນກະທົບຕໍ່ການເຂົ້າເຖິງຂອງ ions ກັບດ້ານ electrode ໄດ້. Micropores (ຫນ້ອຍກວ່າ 2 nm) ປະກອບສ່ວນກັບ capacitance ສູງ, ໃນຂະນະທີ່ mesopores (2-50 nm) ເສີມຂະຫຍາຍການຂົນສົ່ງ ion, ປັບປຸງຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງພະລັງງານຂອງ supercapacitor.
ນອກເຫນືອໄປຈາກພື້ນທີ່ຫນ້າດິນແລະ porosity, ການນໍາໄຟຟ້າຂອງກາກບອນ activated ມີບົດບາດສໍາຄັນໃນການປະຕິບັດຂອງ supercapacitor. ການນໍາໄຟຟ້າສູງຮັບປະກັນການຖ່າຍທອດຄ່າໃຊ້ຈ່າຍທີ່ມີປະສິດທິພາບລະຫວ່າງ electrode ແລະວົງຈອນພາຍນອກ, ຫຼຸດຜ່ອນການສູນເສຍພະລັງງານແລະປັບປຸງປະສິດທິພາບໂດຍລວມຂອງ supercapacitor. ກາກບອນທີ່ເປີດໃຊ້ງານສາມາດຖືກດັດແປງເພີ່ມເຕີມເພື່ອເພີ່ມປະສິດທິພາບການນໍາຂອງມັນ, ເຊັ່ນ: ໂດຍການ doping ກັບວັດສະດຸ conductive ຫຼືໂດຍການເພີ່ມປະສິດທິພາບຂະບວນການ carbonization ໃນລະຫວ່າງການຜະລິດ.
ການຜະລິດຄາບອນທີ່ເປີດໃຊ້ງານປະກອບດ້ວຍສອງຂະບວນການຕົ້ນຕໍ: ກາກບອນແລະການກະຕຸ້ນ. ກາກບອນແມ່ນຂະບວນການປ່ຽນວັດຖຸອິນຊີເຊັ່ນ: ເປືອກໝາກພ້າວ, ໄມ້, ຫຼືຖ່ານຫີນ, ໃຫ້ເປັນຄາບອນໂດຍການໃຫ້ຄວາມຮ້ອນໃນເມື່ອບໍ່ມີອົກຊີເຈນ. ຂະບວນການນີ້ເອົາອົງປະກອບທີ່ລະເຫີຍອອກແລະອອກຈາກວັດສະດຸທີ່ອຸດົມດ້ວຍຄາບອນ. ຂັ້ນຕອນທີສອງ, ການກະຕຸ້ນ, ມີການປິ່ນປົວອຸປະກອນການກາກບອນທີ່ມີອາຍແກັສເຊັ່ນອາຍຫຼືກາກບອນ dioxide ໃນອຸນຫະພູມສູງເພື່ອສ້າງໂຄງສ້າງ porous.
ຂະບວນການກະຕຸ້ນແມ່ນສໍາຄັນສໍາລັບການກໍານົດພື້ນທີ່ຫນ້າດິນແລະໂຄງສ້າງ pore ຂອງກາກບອນ activated. ໂດຍການຄວບຄຸມເງື່ອນໄຂການກະຕຸ້ນ, ເຊັ່ນ: ອຸນຫະພູມແລະອັດຕາການໄຫຼຂອງອາຍແກັສ, ຜູ້ຜະລິດສາມາດປັບແຕ່ງຄຸນສົມບັດຂອງຄາບອນທີ່ກະຕຸ້ນໃຫ້ສອດຄ່ອງກັບຄວາມຕ້ອງການສະເພາະຂອງຄໍາຮ້ອງສະຫມັກ supercapacitor. ຕົວຢ່າງ, ອຸນຫະພູມການກະຕຸ້ນທີ່ສູງຂຶ້ນເຮັດໃຫ້ຂະຫນາດ pore ຂະຫນາດໃຫຍ່, ເຊິ່ງສາມາດເສີມຂະຫຍາຍການຂົນສົ່ງ ion ແລະປັບປຸງຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງພະລັງງານຂອງ supercapacitor.
ມີສອງວິທີຕົ້ນຕໍສໍາລັບການກະຕຸ້ນຄາບອນ: ການກະຕຸ້ນທາງເຄມີແລະການກະຕຸ້ນທາງດ້ານຮ່າງກາຍ. ການກະຕຸ້ນທາງເຄມີກ່ຽວຂ້ອງກັບການປິ່ນປົວວັດສະດຸຄາບອນທີ່ມີທາດເຄມີເຊັ່ນ: potassium hydroxide (KOH) ຫຼືອາຊິດ phosphoric (H₃PO₄), ເພື່ອສ້າງໂຄງສ້າງ porous. ວິທີການນີ້ມັກຈະເປັນທີ່ນິຍົມສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກ supercapacitor ເນື່ອງຈາກວ່າມັນຜະລິດກາກບອນ activated ທີ່ມີພື້ນທີ່ສູງກວ່າແລະການກະຈາຍຂະຫນາດ pore ດີກວ່າ.
ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, ການກະຕຸ້ນທາງກາຍະພາບ, ກ່ຽວຂ້ອງກັບການປິ່ນປົວວັດສະດຸທີ່ມີຄາບອນທີ່ມີທາດອາຍແກັສເຊັ່ນໄອນ້ໍາຫຼືຄາບອນໄດອອກໄຊໃນອຸນຫະພູມສູງ. ໃນຂະນະທີ່ວິທີການນີ້ແມ່ນລາຄາແພງຫນ້ອຍ, ໂດຍປົກກະຕິມັນເຮັດໃຫ້ຄາບອນທີ່ເປີດໃຊ້ງານທີ່ມີພື້ນທີ່ຕ່ໍາແລະການຄວບຄຸມການແຜ່ກະຈາຍຂະຫນາດຂອງຮູຂຸມຂົນຫນ້ອຍລົງ. ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ການກະຕຸ້ນທາງດ້ານຮ່າງກາຍຍັງສາມາດເຫມາະສົມກັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກ supercapacitor ບາງຢ່າງ, ອີງຕາມຄຸນລັກສະນະການປະຕິບັດທີ່ຕ້ອງການ.
Supercapacitors, ຂັບເຄື່ອນໂດຍ activated carbon, ກໍາລັງຊອກຫາຄໍາຮ້ອງສະຫມັກໃນອຸດສາຫະກໍາທີ່ຫລາກຫລາຍເນື່ອງຈາກຄຸນສົມບັດທີ່ເປັນເອກະລັກຂອງມັນ, ເຊັ່ນ: ຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງພະລັງງານສູງ, ຊີວິດຮອບວຽນຍາວ, ແລະເວລາສາກໄຟ / ການໄຫຼໄວ. ບາງອຸດສາຫະກໍາທີ່ສໍາຄັນທີ່ supercapacitors ກໍາລັງສ້າງຜົນກະທົບປະກອບມີ:
ອຸດສາຫະກໍາຍານຍົນ: Supercapacitors ຖືກນໍາໃຊ້ໃນຍານພາຫະນະໄຟຟ້າ (EVs) ແລະຍານພາຫະນະໄຟຟ້າລູກປະສົມ (HEVs) ເພື່ອສະຫນອງການລະເບີດຢ່າງໄວວາຂອງພະລັງງານສໍາລັບການເລັ່ງແລະລະບົບເບກຟື້ນຟູ.
ພະລັງງານທົດແທນ: ໃນລະບົບພະລັງງານແສງຕາເວັນແລະພະລັງງານລົມ, supercapacitors ຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອເກັບຮັກສາພະລັງງານທີ່ເກີນແລະປ່ອຍມັນໃນເວລາທີ່ຈໍາເປັນ, ຊ່ວຍເຮັດໃຫ້ຕາຂ່າຍໄຟຟ້າສະຖຽນລະພາບແລະປັບປຸງປະສິດທິພາບພະລັງງານ.
ເຄື່ອງອຸປະໂພກບໍລິໂພກ: Supercapacitors ຖືກນໍາໃຊ້ໃນອຸປະກອນເຊັ່ນ: ໂທລະສັບສະຫຼາດ, ຄອມພິວເຕີໂນດບຸກ, ແລະເຕັກໂນໂລຊີ wearable ເພື່ອສະຫນອງພະລັງງານສໍາຮອງຂໍ້ມູນແລະຍືດອາຍຸຫມໍ້ໄຟ.
ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກອຸດສາຫະກໍາ: Supercapacitors ຖືກນໍາໃຊ້ໃນອຸດສາຫະກໍາຕ່າງໆ, ເຊັ່ນ: ການສະຫນອງພະລັງງານທີ່ບໍ່ມີການລົບກວນ (UPS), ເຄື່ອງມືພະລັງງານ, ແລະຕາຂ່າຍໄຟຟ້າ, ເພື່ອສະຫນອງການເກັບຮັກສາພະລັງງານທີ່ເຊື່ອຖືໄດ້ແລະປະສິດທິພາບ.
ໃນຂະນະທີ່ supercapacitors ສະເຫນີຂໍ້ໄດ້ປຽບຫຼາຍ, ຍັງມີສິ່ງທ້າທາຍທີ່ຕ້ອງໄດ້ຮັບການແກ້ໄຂເພື່ອປັບປຸງການປະຕິບັດແລະຂະຫຍາຍການນໍາໃຊ້ຂອງພວກເຂົາຕື່ມອີກ. ຫນຶ່ງໃນສິ່ງທ້າທາຍຕົ້ນຕໍແມ່ນການເພີ່ມຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງພະລັງງານຂອງ supercapacitor, ເຊິ່ງປະຈຸບັນຕ່ໍາກວ່າຫມໍ້ໄຟແບບດັ້ງເດີມ. ນັກຄົ້ນຄວ້າກໍາລັງຄົ້ນຫາກົນລະຍຸດຕ່າງໆເພື່ອເອົາຊະນະຂໍ້ຈໍາກັດນີ້, ເຊັ່ນການພັດທະນາວັດສະດຸ electrode ໃຫມ່, ການເພີ່ມປະສິດທິພາບໂຄງສ້າງ pore ຂອງກາກບອນທີ່ເປີດໃຊ້ງານ, ແລະຂຸດຄົ້ນລະບົບປະສົມທີ່ປະສົມປະສານ supercapacitors ກັບຫມໍ້ໄຟ.
ສິ່ງທ້າທາຍອີກອັນຫນຶ່ງແມ່ນຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນການຜະລິດ. ໃນຂະນະທີ່ກາກບອນທີ່ເປີດໃຊ້ແມ່ນຂ້ອນຂ້າງລາຄາຖືກ, ຂັ້ນຕອນການປຸງແຕ່ງແລະການກະຕຸ້ນສາມາດມີຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຫຼາຍ, ໂດຍສະເພາະສໍາລັບ supercapacitors ທີ່ມີປະສິດທິພາບສູງ. ຄວາມກ້າວຫນ້າຂອງເຕັກນິກການຜະລິດເຊັ່ນວິທີການຜະລິດທີ່ສາມາດປັບຂະຫນາດໄດ້ແລະການນໍາໃຊ້ວັດຖຸດິບທີ່ມີລາຄາຖືກຄາດວ່າຈະຫຼຸດລົງຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຂອງ supercapacitors ໃນອະນາຄົດ.
ທ່າອ່ຽງທີ່ພົ້ນເດັ່ນຫຼາຍແມ່ນການສ້າງອະນາຄົດຂອງເຕັກໂນໂລຊີ supercapacitor. ຫນຶ່ງໃນທ່າອ່ຽງທີ່ໂດດເດັ່ນທີ່ສຸດແມ່ນການພັດທະນາຂອງ supercapacitors ປະສົມ, ເຊິ່ງປະສົມປະສານຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງພະລັງງານສູງຂອງ supercapacitor ທີ່ມີຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງຫມໍ້ໄຟພະລັງງານສູງ. ລະບົບປະສົມເຫຼົ່ານີ້ໃຫ້ສິ່ງທີ່ດີທີ່ສຸດຂອງທັງສອງໂລກ, ສະຫນອງເວລາການສາກໄຟ / ການໄຫຼໄວແລະຊີວິດຮອບວຽນຍາວ, ໃນຂະນະທີ່ຍັງສະຫນອງຄວາມສາມາດໃນການເກັບຮັກສາພະລັງງານທີ່ສູງຂຶ້ນ.
ແນວໂນ້ມອື່ນແມ່ນການນໍາໃຊ້ nanomaterials, ເຊັ່ນ graphene ແລະ nanotubes ກາກບອນ, ເພື່ອເພີ່ມປະສິດທິພາບຂອງ supercapacitor. ວັດສະດຸເຫຼົ່ານີ້ສະຫນອງການນໍາໄຟຟ້າແລະພື້ນທີ່ຫນ້າດິນທີ່ເຫນືອກວ່າເມື່ອທຽບກັບກາກບອນທີ່ເປີດໃຊ້ງານແບບດັ້ງເດີມ, ເຮັດໃຫ້ມັນເຫມາະສົມສໍາລັບ supercapacitors ຮຸ່ນຕໍ່ໄປ. ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍສູງຂອງວັດສະດຸເຫຼົ່ານີ້ຍັງຄົງເປັນອຸປະສັກຕໍ່ການຮັບຮອງເອົາຢ່າງກວ້າງຂວາງ.
ສະຫຼຸບແລ້ວ, ຄາບອນທີ່ເປີດໃຊ້ງານມີບົດບາດສໍາຄັນໃນການພັດທະນາແລະການປະຕິບັດຂອງ supercapacitor. ພື້ນທີ່ສູງຂອງມັນ, porosity, ແລະ conductivity ເຮັດໃຫ້ມັນເປັນອຸປະກອນທີ່ເຫມາະສົມສໍາລັບການເກັບຮັກສາພະລັງງານ. ໃນຂະນະທີ່ຄວາມຕ້ອງການຂອງການແກ້ໄຂການເກັບຮັກສາພະລັງງານທີ່ມີປະສິດທິພາບແລະຍືນຍົງຍັງສືບຕໍ່ເຕີບໂຕ, ຄວາມສໍາຄັນຂອງ supercapacitor activated carbon ຈະເພີ່ມຂຶ້ນເທົ່ານັ້ນ.
ເບິ່ງໄປຂ້າງຫນ້າ, ຄວາມກ້າວຫນ້າໃນວິທະຍາສາດວັດສະດຸແລະເຕັກນິກການຜະລິດຈະເສີມຂະຫຍາຍປະສິດທິພາບຂອງ supercapacitor, ເຮັດໃຫ້ມັນເປັນອົງປະກອບທີ່ສໍາຄັນໃນອະນາຄົດຂອງການເກັບຮັກສາພະລັງງານ. ສໍາລັບຜູ້ຜະລິດ, ຜູ້ຈັດຈໍາຫນ່າຍ, ແລະຜູ້ມີສ່ວນກ່ຽວຂ້ອງໃນອຸດສາຫະກໍາ, ຄວາມເຂົ້າໃຈບົດບາດຂອງຄາບອນທີ່ເປີດໃຊ້ໃນ supercapacitors ແມ່ນມີຄວາມຈໍາເປັນສໍາລັບການແຂ່ງຂັນໃນຕະຫຼາດທີ່ພັດທະນາຢ່າງໄວວານີ້.
ໃນຂະນະທີ່ພວກເຮົາສືບຕໍ່ຄົ້ນຫາວິທີການໃຫມ່ເພື່ອປັບປຸງປະສິດທິພາບແລະຄວາມຍືນຍົງຂອງລະບົບການເກັບຮັກສາພະລັງງານ, supercapacitors ແນ່ນອນວ່າຈະມີບົດບາດສໍາຄັນໃນການສະຫນອງພະລັງງານໃນອະນາຄົດ.
