石墨烯表面活化锂离子交换细胞/表面介导的细胞(SMC)
电能已存储在电化学电池,电容器以及双层或超级电容器中。其他机制,如抽水电,热力系统,甚至飞轮,都可以存储可用于发电的能量。表面介导的细胞(SMC)为我们提供了增加功率和能量密度的优势。
功率密度是电荷转移速度的度量。通常以超过重量的功率(瓦,KW,焦耳/秒)为单位进行测量。动力是电动汽车启动汽车,加速和进行再生制动所需的动力。一些设备以其高功率额定值而闻名。电容器,超级电容器(通常以mF和Farads为单位进行测量)和飞轮在功率密度方面特别出色,因为电以静电荷的形式保持在板表面或飞轮的动力学运动中。没有像电池那样的中间化学步骤。具有高功率密度的设备将快速充电和放电。具有附加能源的混合动力汽车特别需要注重功率密度的能量存储。
能量密度将告诉我们电力可以继续流动多长时间。它是根据重量随时间变化的功率单位(瓦特小时,KW-hr,焦耳,对于电池AH而言通常是单位)。与普通电容器或飞轮相比,在电池的化学键内可以存储更多的电能。能量密度有助于为我们提供电动汽车的续航里程。没有额外能源的电池电动汽车(笔记本电脑和手机)尤其需要强调能量密度的能量存储。在车辆中尤其如此,因为必须使用存储在设备中的能量来承载电池的重量。
其他重要的考虑因素可能是体积上的功率和能量密度,电池效率,电池成本(通常表示为功率密度或能量密度的分数,以成本/ KW-hr为单位),回收/处置成本和生命周期失败之前。电池制造商希望增加能量密度,但可能希望增加充电/放电时间,这也会增加功率密度。电容器制造商希望增加其产品的能量密度。有一种假设是,如果不做出一些妥协,就无法提高整体电池质量。在最近宣布的一系列技术改进中,SMC技术对这一假设提出了挑战。
Angstron Materials Inc.(私人持股;俄亥俄州代顿)的联合创始人兼首席执行官Bor Jang博士采用的方法使用了“锂离子嵌入或脱嵌交换”。操作更像电容器而不是电池,而功率和能量密度反映了这一点。目前,以160 Wh / kg / cell的能量密度和100 kW / kg / cell的功率密度测量该设备。这可能与Tadiran锂亚硫酰氯电池相比,后者提供的能量密度高达710 Wh / Kg。但是,这些是一次能源电池,而不是二次可充电电池。原子电池的能量密度是化学电池的许多倍。
最高功率密度的讨论不那么频繁。SMC技术声称可达到最高超级电容器功率密度的10倍。最高功率密度对于“电源必须提供大约650万安培”的军用轨道炮可能有用。
Angstron Materials Inc.是Nanotek Instruments的衍生产品(私有企业,需要中文包装才能完全阅读该网站)。Nanotek仪器公司拥有多项专利,其中一项是纳米级石墨烯板(NGP)的专利,这是碳纳米管的廉价替代品。今年早些时候,它获得了“用于超级电容器的石墨-碳复合电极”的多项专利。除了数量上,尚不清楚SMC技术是否与MIT去年宣布的类似技术不同。
其他新颖的能量存储选项包括使用“紧密耦合的热电堆存储原理”和锂离子电容器。像SMC一样,重点似乎在功率密度上。
SMC的主要来源和照片来源:纳米字母
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