Financovanie na podporu rozvoja kondenzátorov s vysokou hustotou energie pre hybridné a EV

Anonim

Financovanie na podporu rozvoja kondenzátorov s vysokou hustotou energie pre hybridné a EV

elektronika

Grantové banky

6. decembra 2010

Ľahké kondenzátory sa vyvíjajú tak, aby spĺňali vysokú energetickú náročnosť hybridov a EV (Foto: Noel McKeegan)

Výskum kondenzátorov na použitie v hybridných vozidlách, v elektrospotrebičoch, počítačových napájacích zdrojoch a kardiostimulátoroch získal podporu v hodnote 2, 25 milióna USD. Profesor Gerhard Welsch, ktorý pred desiatimi rokmi začal patentovať svoje kondenzátory, využije grant na dokončenie vývoja malého, ľahkého, výkonného a spoľahlivého kondenzátora, ktorý sľubuje desaťnásobný alebo vyšší nárast energetickej hustoty oproti súčasným modelom.

Welsch, profesor materiálovej vedy a inžinierstva na univerzite Case Western Reserve, získal stimulačný grant od Agentúry pre energetické výskumné úrady USA - Energy (ARPA-E).

ARPA-E sa obzvlášť zaujíma o kondenzátor pre hybridné a EV technológie. Batérie nemôžu dodávať ani absorbovať energiu takmer rýchlo ako kondenzátor.

"Elektrické vozidlá potrebujú meniče energie, aby konvertovali energiu batérie na elektrický prúd s vyšším napätím pre svoje elektrické motory a zber brzdenia, " povedal Welsch.

Kondenzátory eliminujú túto potrebu inverzie, pretože môžu dodávať svoju skladovanú energiu pri vysokých napätiach.

Welschov kondenzátor používa jemne tvarovanú anódu z titánovej zliatiny, ktorá poskytuje veľký pomer povrchu k objemu, ktorý umožňuje vysokú kapacitu a vysokú hustotu energie. Táto jemná porézna štruktúra je umiestnená na chrbtici s mnohými ramenami, ktoré zvyšujú plochu. Vrstva oxidu titánu vytvára bariéru nazývanú dielektrikum, ktorá oddeľuje kladné a záporné elektrické náboje s určitým napätím, čím drží energiu. Do katódy pôsobí vrstva iontovo vodivého elektrolytu a kovovej vrstvy uhlíka alebo titánu.

"Kondenzátor je ekvivalentom elektrónovej tlakovej nádrže a trik je, aby sa dielektrický film (alebo stenu tlakovej nádrže), nepreniknuteľný voči elektrónom, stal silným a čo najlepším, " povedal Welsch. "Dokonalé nie je možné, ale môžeme vytvoriť materiál, ktorý sa blíži."

Welsch sa tiež snaží využiť svoj kondenzátor v miniaturizovanom implantabilnom defibrilátore, ktorý dokáže rozpoznať nekontrolovateľné kontrakcie srdca a vyrušiť sval s pulzom elektrickej energie dodávanej batériou a obnoviť normálny tlk.

Welsch spolupracuje na projekte s Chung-Chiun Liu, profesorom chemického inžinierstva, a Frankom Meratom, profesorom informatiky a elektrotechniky.

Dúfame, že výrobok bude pripravený na trh do troch rokov.

Ľahké kondenzátory sa vyvíjajú tak, aby spĺňali vysokú energetickú náročnosť hybridov a EV (Foto: Noel McKeegan)