Siêu tụ điện, mặc dù đã xuất hiện từ lâu trong lĩnh vực điện khí hóa, vẫn chưa được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất. Một ví dụ điển hình là siêu xe Lamborghini Sian, mẫu xe sử dụng siêu tụ điện mạnh gấp ba lần so với pin có cùng trọng lượng.
Hiện tại, công ty Allotrope Energy ở Basingstoke, Anh, tuyên bố đã phát triển một loại siêu tụ điện mới với kích thước nhỏ gọn, trọng lượng nhẹ và mật độ năng lượng cao gấp đôi so với các thiết bị hiện có. Siêu tụ điện Lignavolt mới này có khả năng lưu trữ gấp đôi điện năng trên cùng một thể tích so với công nghệ hiện tại, tăng từ 7-8 Wh/kg lên 14-15 Wh/kg, với chi phí sản xuất được cho là khá hợp lý.
Tụ điện là một thiết bị lưu trữ điện phổ biến trong hầu hết các sản phẩm điện tử. Tương tự như pin, tụ điện có chức năng lưu trữ và giải phóng điện, nhưng giữa chúng có một số khác biệt cơ bản. Cấu tạo của tụ điện gồm hai điện cực được ngăn cách bởi một lớp vật liệu cách điện. Khi được kết nối với điện áp, điện tích sẽ tích tụ trên hai bản cực này. Khác với pin, tụ điện không trải qua bất kỳ phản ứng hóa học nào, do đó quá trình sạc và xả diễn ra nhanh hơn đáng kể.
Bí quyết của siêu tụ điện hai lớp điện mới do Allotrope phát triển nằm ở việc sử dụng vật liệu lignin có nguồn gốc bền vững, được sản xuất từ bột gỗ, một sản phẩm phụ của ngành công nghiệp giấy.
Tuy nhiên, tụ điện cũng có nhược điểm là mật độ năng lượng thấp hơn nhiều so với pin. Trong khi pin có thể lưu trữ một lượng lớn năng lượng, tụ điện lại mất điện rất nhanh khi kết nối với tải điện, chẳng hạn như động cơ hoặc các thiết bị điện khác. Siêu tụ điện là phiên bản lớn hơn và mạnh hơn so với các tụ điện nhỏ thường thấy trong thiết bị điện tử tiêu dùng.
Vào năm 2008, khi Honda giới thiệu mẫu xe FCX FCEV, năng lượng điện từ hệ thống pin nhiên liệu và phanh tái tạo được lưu trữ trong siêu tụ điện. Tuy nhiên, với sự đầu tư lớn vào công nghệ pin cho cả xe điện cao áp, xe hybrid và xe hybrid nhẹ 48V, pin đã trở thành trọng tâm trong quá trình điện khí hóa ô tô.
Về mặt lý thuyết, siêu tụ điện vẫn mang lại nhiều lợi ích khi được sử dụng trên xe hybrid, nơi động cơ đốt trong và nhiên liệu cung cấp phạm vi hoạt động. Khi đó, pin hoặc siêu tụ điện sẽ đảm nhiệm việc lưu trữ năng lượng từ phanh tái tạo để cung cấp năng lượng cho những lần tăng tốc nhanh.
Allotrope cho biết việc thu thập 100% năng lượng tái tạo, ngay cả trong quá trình phanh vừa phải, đòi hỏi một pin lithium-ion lớn đến mức không khả thi về mặt vật lý và quá tốn kém. Ngược lại, thiết bị của họ có thể cung cấp công suất 75 mã lực chỉ từ một siêu tụ điện nặng 1 kg, gấp 50 lần so với pin lithium-ion tương đương.
Ý tưởng của Allotrope là khả năng tăng tốc của hệ thống truyền động hybrid có thể được cung cấp bởi động cơ điện, cho phép giảm kích thước của động cơ đốt trong, từ đó giảm lượng khí thải và mức tiêu thụ nhiên liệu.
Theo Allotrope, để tăng gấp đôi công suất của một chiếc SUV gia đình cỡ trung bình, chỉ cần một siêu tụ điện có trọng lượng không quá 4 kg. Điều này mở ra tiềm năng lớn cho việc ứng dụng siêu tụ điện trong các phương tiện giao thông, góp phần vào quá trình điện khí hóa và giảm thiểu tác động đến môi trường.
Admin
Nguồn: VnExpress
