Süper kapasitörler anında şarj edebilir ve gerekirse yüksek miktarda anında güç boşaltabilir. Eğer daha fazla enerji depolayabilirlerse elektrikli araçların büyük problemi ve tek zayıf noktası olan şarj problemini ortadan kaldırabilirler. Bu günlerde Çinli ve İngiliz bilim adamları, önceki süper kapasitörlere göre hacim başına 10 kat daha fazla enerji depolamanın bir yolunu bulduklarını söylemektedirler. Londra Üniversite Akademisi ve Çin Bilim Akademisinden araştırmacılar ile birlikte kurulan ekip, grafen laminat filmleri kullanarak ve katmanlar arasındaki boşluğa konsantre olarak yeni bir süper kapasitör tasarımı çalışmasını yayınladı. Çalışmaya göre araştırmacılar, zarlarda ki gözeneklerin boyutlarını tam olarak uyarladıklarında enerji yoğunluğunun radikal bir şekilde arttığını keşfettiler.
Bu tasarımı kullanarak ekip, hacimsel enerji yoğunluğunda büyük bir artış sağlandığını belirtmektedir. Benzer diğer hızlı şarj teknolojileri litre başına 5-8 Watt-saat civarında enerji sunma eğilimindeyken, bu yeni tasarım 88.1 Watt seviyelerinde test edilmiştir. Ekip, bu tasarımın karbon bazlı süper kapasitörler için şimdiye kadar bildirilen en yüksek enerji yoğunluğu olduğunu iddia etmektedir. Bu tasarım kurşun-asit akümülatörler ile aynı doğrultuda yer almakta ancak kurşun-asit aküler yavaş sarj olurken süper kapasitörler çok hızlı bir şekilde şarj edilebilmektedir. Bununla birlikte 10 kilowatt civarında güç yoğunluğu da sunabilmektedir. Buna ek olarak süper kapasitörler, 5.000 döngüden sonra bile enerji kapasitelerinin %97.8’ini koruyarak uzun bir ömre sahip olduğunu gösterir. Bununla birlikte çok esnektir ve 180 derece büküldüğünde de neredeyse tamamen aynı performansı sergiler.
Süper Kapasitör Araştırması Henüz Tamamlanabilmiş Değil
Çalışmalar sürerken çalışma hakkında hala bir kaç problem yer almaktadır. Problemlerden ilki, bu süper kapasitölerin hala bir üst raf lityum elektrikli araç bataryasından çok daha az yoğun olmasıdır. Tesla’nın sunmuş olduğu bataryalar 877 Watt enerji sunabilmektedir. Bu da bir süper kapasitörün aynı aralığı sunmak için bir Tesla batarya paketinin 10 katı olması gerektiği anlamına gelir. Böyle bir şey ise şimdilik mümkün gözükmemektedir. Bununla birlikte lityum pilleri hibrit bir düzenlemede süper kapasitörlerle eşleştirildiğinde daha ilginç sonuçlar verebilir. Bu tür bir yoğunluk gelişimi, böyle bir kurulumda çalıştırabileceğiniz süper kapasitör miktarını artırabilir ve faydaları daha da maksimize edebilir.
İkinci olarak ise bir süper kapasitör enerji depolama eğiliminden çok enerji sızdırma eğilimi göstermektedir. Şöyle ki bu şekilde süper kapasitörlerle donatılmış bir elektrikli aracı 1 hafta boyunca kullanmadan olduğu gibi bırakırsanız, şarjının boşalmış olduğunu görebilirsiniz. Hızlı şarj edilebilir olması bu durumu önemsiz kılabilir ancak yine de az da olsa zaman kaybı olması istenmeyen bir durumdur.
Bu tasarım, elektronikte, havacılıkta, saç boyalarında, betonlarda, koşu ayakkabılarında, kurşun yalıtımında, hoparlörlerde ve araştırıldığı diğer her alanda devrim yaratacak olan herkesin en sevdiği malzeme olan grafenden yapılmıştır. Ancak grafenin üretimi bu denli ticaret hacmi yüksek bir sektörde kullanılacak kadar üretilmemiştir. Üretildiği taktirde ise maliyetinden dolayı herkesin erişebileceği bir ürün olamayabilir.
Matematik ve Fizik Bilimleri Profesörü Ivan Parkin, büyük miktarda enerjiyi kompakt bir sistemde güvenle saklamanın, geliştirilmiş enerji depolama teknolojisine yönelik önemli bir adım olduğunu vurgulamaktadır. Hızlı bir şekilde şarj edildiğini ve esnekliğe sahip olduğunu kanıtladıklarını belirten Parkin, bu durumun daha küçük ve esnek elektrikli aletlerde kullanılabilmesini de mümkün kıldığını belirtiyor. Araştırmalar sonunda %100 başarılı bir süper kapasitör elde edilmesi ise 10 dakikaya yakın sürede şarj olan elektrikli arabaları ve 1-2 dakikada tamamen şarj edilen telefonları mümkün kılabilir.
Kaynak
https://newatlas.com/energy/supercapacitor-density-breakthrough/
Yorumlar