Přečtěte si:  Pozvánka na konferenci Smart city FOR ARCH




Pozvánky na akce


Stalo se















Grafenové superkapacitory: zásobník energie pro e-mobilitu budoucnosti?

23.1.2014 Jak je zřejmé z článků, které průběžně publikujeme v naší rubrice Elektromobilita, rozvoj elektrických vozidel nezávislých na pevné trakční infrastruktuře, resp. na vodíkové plnicí infrastruktuře v případě palivočlánkových elektrických vozidel, je prozatím omezen energetickou kapacitou trakčních baterií a jejich životností, danou počtem nabíjecích a vybíjecích cyklů. S převratnou novinkou přišel koncem loňského roku tým vědců z korejského Gwangju Institute of Science and Technology pod vedením Santhakumara Kannappana: využití grafenového superkapacitoru jako zdroje energie pro elektrická vozidla.

Použití superkapacitoru (též ultrakapacitoru – tj. zásobníku energie obsahujícího porézní látku se schopností uchovávat velké množství elektrického náboje po poměrně krátkou dobu) jako dočasného zásobníku energie pro elektrická vozidla MHD není již nyní neobvyklé. V českém prostředí jej známe například z projektu TriHyBus nebo z diesel-hybridního autobusu Škoda, kde superkapacitory slouží jako doplňkový zdroj k trakčním bateriím a palivovému článku nebo dieselovému generátoru. V zahraničí je známý především šanghajský tzv. Ultracap Bus, používající pouze superkapacitory. Podrobnosti ke všem těmto vozidlům jsou ve studii „E-mobilita v MHD“.

Grafenový superkapacitor však nyní nabízí měrnou energii prakticky srovnatelnou s nejnovějšími lithium-iontovými bateriemi při životnosti počítané v mnoha desítkách tisíc nabíjecích cyklů, tj. o jeden až dva řády vyšší než u baterií, a to bez jakékoliv změny svých užitných vlastností, tedy především kapacity.

Grafen, který byl objeven teprve v roce 2004, je forma uhlíku strukturou podobná grafitu, která představuje nejpevnější známý materiál na světě. Tvoří jej rovinná síť jedné vrstvy atomů uhlíku uspořádaných do tvaru šestiúhelníků – je to tedy vlastně jednoatomová vrstva grafitu.

Pomocí procesu redukování částic oxidů grafenu s hydrazinem (anorganická látka se vzorcem N2H4) ve vodě rozptýlené pomocí ultrazvuku se vědeckému týmu Gwangju Institute of Science and Technology podařilo vyrobit vysoce porézní formu grafenu. Takovýto grafenový prášek byl pak vytvarován do pelet ve tvaru mince a pět hodin vysušen a vytvrzen při teplotě 140 °C a tlaku 300 kg/cm2. Výsledkem je vysoce porézní grafenová elektroda, schopná pojmout velké množství elektrolytu. Pro jednoduché srovnání, gram tohoto materiálu má celkový povrch větší než basketbalové hřiště.

Superkapacitor vyrobený z tohoto materiálu má kapacitanci přes 150 Faradů na gram a měrnou energii více než 64 Wh/kg. Tato hodnota se blíží lithium-iontovým bateriím, jejichž měrná energie se v současné době pohybuje mezi 100 a 200 Wh/kg.  Na rozdíl od baterií, které se na svoji plnou kapacitu nabíjejí minimálně během minut, spíše však během hodin, lze však grafenový kapacitor naplno nabít během 16 vteřin.

Všechny uvedené vlastnosti jej předurčují k využití pro elektrická vozidla. Je na dalším výzkumu a vývoji, aby ukázal, nakolik jsou údaje uváděné výzkumným týmem spolehlivé a nakolik lze tento materiál využít k masové výrobě zásobníků energie pro běžné trhy. 

redakce

Ilustrační foto: archiv redakce

Další informace zde

 Přečtěte si také další související články z naší rubriky Elektromobilita:

Britská vláda podpoří individuální elektromobilitu

13.5.2014 Na konci dubna 2014 vyhlásil britský místopředseda vlády Nick Clegg masivní podporu rozvoji individuální elektromobility v zemi prostřednictvím vládní finanční podpory v celkové výši 500 mil. liber (cca 17 mld. Kč). Tato podpora staví na čtyřech základních pilířích: 


Region Severní Normandie podporuje individuální elektromobilitu

2.5.2014 Francouzský region Severní Normandie vyhlásil v dubnu 2014 významnou finanční podporu pro pořizování osobních nebo užitkových elektromobilů (tj. vozidel s plně elektrickým pohonem, nikoli hybridních) individuálními vlastníky nebo organizacemi. Individuální uživatel může nárokovat  na nákup  elektromobilu  jednorázovou  dotaci 5 000 €. 


Brněnské elektrolodě: 68 let netradiční elektromobility v ČR

18.4.2014 Druhou dubnovou sobotu 2014 byla v přístavu Bystrc na Brněnské přehradě zahájena již 68. plavební sezóna vyhlídkových lodí Dopravního podniku města Brna (DPMB), k jejichž pohonu slouží výhradně elektromotor. Tato ekologická, příjemně tichá a technicky zajímavá lodní doprava je přes svoji dlouhou historii – nebo možná právě kvůli ní – poměrně málo prezentovaná mezi naší odbornou i laickou veřejností zabývající se problematikou elektromobility. 


Palivočlánkové automobily v Kodani se osvědčují u rozmanitých uživatelů

15.4.2014 V rámci evropského projektu Hydrogen Transport for European Cities (HyTEC) bylo do dánského hlavního města Kodaň v létě 2013 dodáno na leasing 15 palivočlánkových automobilů Hyundai. Nyní, po téměř tři čtvrtě ročním provozu, je zajímavé sledovat jejich výsledky a způsoby využití. 


Projekt InnoROBE: řídicí jednotka pro palivočlánková užitková vozidla se představuje

11.4.2014 Začátkem dubna 2014 představila na veletrhu MobiliTec společnost Bosch Engineering řídicí jednotku určenou pro palivočlánková užitková vozidla, jako jsou například vozidla městských služeb, průmyslové manipulační vozíky nebo zavazadlové vozíky na letištích. Tato řídicí jednotka v sobě integruje řízení vodíku, vzduchu a chladiva u těchto vozidel, čímž umožňuje dosáhnout značných energetických úspor. 


Výsledky průzkumu mezi uživateli elektromobilů v Německu

31.3.2014 Německý Institut pro dopravní výzkum při Německé centrále pro letectví a kosmonautiku (DLR) zveřejnil v březnu 2014 výsledky průzkumu mezi více než 3000 uživateli elektromobilů a plug-in hybridních automobilů, soukromými i firemními. Jeho cílem byl získat celkový pohled těchto uživatelů na elektromobilitu z hlediska jejich motivace a očekávání. 87 % z 3111 dotázaných vlastní elektromobil na baterie.  


Rotterdam významně rozšiřuje park elektrických taxi

27.3.2014 Společnost Rotterdamse Taxi Centrale (RTC), jeden z největších provozovatelů taxislužby v nizozemském Rotterdamu, plánuje významné rozšíření parku svých elektrických osobních automobilů. RTC již na zkoušku provozuje dva elektromobily: Tesla Model S pro „business“ zákazníky a BYD e6 


Čína se stane světovým leadrem v rychlodobíjení

26.2.2014 V polovině února 2014 došlo k významné události na světovém trhu rychlodobíjecích stanic: Společnost ABB uzavřela šestileté strategické partnerství se společností Shenzhen BYD Daimler New Technology Co., Ltd. (BDNT), která je společným podnikem mezi čínským výrobcem BYD Auto a německou automobilkou Daimler AG, na výrobu stejnosměrných rychlodobíjecích stanic pro elektromobily. Tyto nabíjecí stanice budou určeny pro čínský elektromobil DENZA


Palivočlánkové vozy v USA na leasing včetně bezplatného paliva

27.11.2013 Nejen výrobci akumulátorových elektromobilů, ale i palivočlánkových vozidel se snaží zaujmout zákazníky smluvními a cenovými balíčky zahrnujícími mimo jiné bezplatnou údržbu a energii po dobu trvání smlouvy. Takovýto balíček služeb nyní nabízí v USA společnost Hyundai pro zákazníky svého palivočlánkového automobilu Hyundai ix35 (viz foto). 


Motit: elektroskútry v Barceloně k zapůjčení

5.8.2013 V červenci 2013 zahájila v Barceloně provoz síť sdílených elektroskútrů Motit. Po měsíční zkušební fázi s omezeným počtem uživatelů je v plném komerčním provozu a nabízí celkem 50 elektroskútrů jak obyvatelům, tak návštěvníkům Barcelony, s možností rezervace online. Jejich se počet předpokládá do příštího roku zvýšit až desetinásobně. 


Naše tipy



















Copyright © 2012 – 2020 Ing. Jakub Slavík, MBA – Consulting Services