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皮肤下:对旧技术的新看法可能会改变电动汽车

兰博基尼与麻省理工学院(MIT)的合作为其混合动力超级汽车动力总成开发了全新的超级电容器技术,这可能会在电池电动汽车(BEV)的储能方面取得重大突破。如果该技术继续如希望的那样发展,则可以替代电池技术,并大大减少BEV充电时间。

传统电容器在电子产品中很常见,并具有多种用途。一种是充当可以快速接受电荷并迅速将其放电的蓄电体。典型的用途是存储能量,以供放大器吸收或平滑电源。一种应用是在照相机闪光灯中。电容器充电后立即释放能量以闪光,但瞬间就结束了。因此,当今的超级电容器可用于缓冲燃料电池电动汽车(FCEV)和混合动力汽车的功率,但不能提供BEV所需的续航里程。

与电池不同,电容器是纯机械设备,内部不会发生化学反应。这就是为什么它可以这么快地充电和放电的原因。超级电容器已经成为FCEV和混合动力汽车生产商关注的几十年了,它们的功能仅比小型电容器强大得多,但内部结构却有所不同。

燃料电池开发人员认识到他们的价值,即为早期提供加速的瞬态功率爆发,因为燃料电池组不能很好地处理这些问题。本田FCX-V4的超级电容器(类似的东西)是2002年在美国首次获得通用认证的FCEV,可以敲出30kW的电能,但仅需10-15秒。

有了这种容量,现有的超级电容器就无法替代电池,但是这种情况在未来几年内可能会发生变化,这与用于制造它们的材料的选择有关。目前,所有超级电容器都包含碳涂层的电极,但是Mircea Dinca教授和他在MIT的团队提出了一种新型材料,以金属有机框架(MOFs)作为替代材料。它们像海绵一样是多孔的,与超级电容器中通常使用的碳相比,对于给定的质量和体积,迷宫式结构的表面积要大得多。表面积越大,超级电容器可以存储的能量越多。

缺点是,MOF通常是不良的导电体,与超级电容器所需的相反,但这是MIT研究人员取得突破的地方。他们的新型MOF具有导电性,再加上较大的表面积,为增加超级电容器的能量密度提供了可能性。因此,在超级电容器已经充满功率的地方,它们也可能像电池一样变得能量密集。

麻省理工学院当前的MOF一代仅仅是一个起点。希望可以大大增加表面积。这可能会导致超级电容器的存储容量接近电池,但超级电容器的惊人的电源性能却可以极快地充电。

电子车轴:侧身一瞥

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