Καινοτομία: Ηλεκτρικό αυτοκίνητο χωρίς μπαταρίες!

Τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα έχουν πολλά πλεονεκτήματα. Δεν χρησιμοποιούν άμεσα τα ορυκτά καύσιμα, έχουν μηδενικές εκπομπές, και αυτά με υψηλές τελικές ταχύτητες αποδίδουν σαν supercar, με μια επιτάχυνση που αφήνει πίσω δόντια ακόμα και από τη γραμμή εκκίνησης. Το μειονέκτημα είναι ότι εξαρτώνται από πολύ βαριές μπαταρίες. Στις χαμηλές ταχύτητες, υπάρχουν τύποι μπαταριών μολύβδου-οξέος που ζυγίζουν ένα εντυπωσιακό βάρος, ενώ στις υψηλές τελικές τα οχήματα χρησιμοποιούν μπαταρίες λιθίου-ιόντων που δεν είναι και πολύ ελαφρύτερες. Στη θεωρία, ελαφρύτεεοι υπερπυκνωτές πρέπει να κάνουν καλύτερη δουλειά με την ικανότητά τους να διατηρούν πολύ υψηλότερες φορτίσεις, αλλά στην πράξη, δεν έχουν φτάσει ακόμα σε αυτό το σημείο.

Είναι ένα θέμα της ενεργειακής πυκνότητας. Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου έχουν πολλή ενέργεια, αλλά περιορίζονται στο πόσο γρήγορα μπορούν να την αποδεσμεύσουν. Οι υπερπυκνωτές μπορούν να απελευθερώσει την ενέργεια σε μεγάλες ποσότητες, αλλά δεν αποθηκεύουν όσο μια μπαταρία ιόντων-λιθίου. Το κόλπο είναι να συνδυαστούν τα δύο σε σύντομο χρονικό διάστημα, ενώ ταυτόχρονα πρέπει να καταλάβουμε πώς θα αποθηκευτεί περισσότερη ενέργεια στους υπερπυκνωτές μακροπρόθεσμα.

Η ομάδα του QUT εργάζεται σε νέους ελαφρούς υπερπυκνωτές, που είναι μία λεπτή, ισχυρή, υψηλής πυκνότητας ενέργειας ταινία φτιαγμένη από δύο ηλεκτρόδια άνθρακα συμπιεσμένα γύρω από έναν ηλεκτρολύτη. Αυτή η ταινία προβλέπεται να τεθεί στα πάνελ του σώματος του αυτοκινήτου, στην οροφή, στις πόρτες, στο καπό και στα πατώματα. Η ιδέα, για το άμεσο μέλλον, είναι να συνδυαστούν με μπαταρίες Li-ion, όπου οι υπερπυκνωτές μπορούν να αποθηκεύσουν αρκετή ενέργεια για τη φόρτιση της μπαταρίας σε λίγα λεπτά.
«Τα οχήματα χρειάζονται μια επιπλέον εκτόξευση ενέργειας για την επιτάχυνση, και εδώ είναι που μπαίνουν οι υπερπυκνωτές," λέει ο Διδάκτωρ Marco Notarianni. "Κρατούν μια περιορισμένη ποσότητα φόρτισης, αλλά είναι σε θέση να την παραδώσουν πολύ γρήγορα, κάνοντας τους το τέλειο συμπλήρωμα για μπαταρίες μαζικής αποθήκευσης. Οι υπερπυκνωτές προσφέρουν υψηλή απόδοση ισχύος σε σύντομο χρονικό διάστημα, πράγμα που σημαίνει ταχύτερο ρυθμό επιτάχυνσης του αυτοκινήτου και χρόνο φόρτισης μόλις λίγα λεπτά, σε σύγκριση με αρκετές ώρες που χρειάζεται μια τυπική ηλεκτρική μπαταρία αυτοκινήτου. "

Σύμφωνα με την ομάδα του QUT, ένα αυτοκίνητο με υπερπυκνωτής θα έχει και άλλα πλεονεκτήματα. Για παράδειγμα, επειδή οι υπερπυκνωτές χρησιμοποιούν άνθρακα και όχι σπάνια ορυκτά όπως το λίθιο, είναι πολύ φθηνότερα για να παραχθούν και λιγότερο τοξικά.

Υπερπυκνωτές και μπαταρίες χρησιμοποιούνται ήδη σε αυτοκίνητα, πράγμα που μειώνει το βάρος, αλλά η ομάδα του QUT προσβλέπει σε ένα αυτοκίνητο που κινείται με πάνελ στο σώμα μέσα σε πέντε έτη.

"Στο μέλλον, ελπίζουμε οι υπερπυκνωτές να αναπτυχθούν για να αποθηκεύουν περισσότερη ενέργεια από μια μπαταρία Li-ion, ενώ ταυτόχρονα θα διατηρούν την ικανότητα να απελευθερώνουν την ενέργειά τους μέχρι και 10 φορές πιο γρήγορα - που σημαίνει ότι το αυτοκίνητο θα μπορούσε να τροφοδοτείται εξ ολοκλήρου από τους υπερπυκνωτές στα πάνελ του σώματος του αυτοκινήτου, λέει Μεταδιδακτορική Ερευνήτρια Δρ Jinzhang Liu "Μετά από μια πλήρη φόρτιση αυτό το αυτοκίνητο θα πρέπει να είναι σε θέση να λειτουργήσει έως και 500 χιλιόμετρα – όπως ένα βενζινοκίνητο αυτοκίνητο και περισσότερο από το διπλάσιο του σημερινού ορίου ενός ηλεκτρικού αυτοκινήτου. "

Η τεχνολογία θα μπορούσε επίσης να προσαρμοστεί για τα smart phones σε περιπτώσεις υπερπυκνωτών για γρήγορη φόρτιση της μπαταρίας του τηλεφώνου.