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Un ibrido batteria-ultracondensatore
Combinando le caratteristiche chimiche degli ultracondensatori e delle batterie agli ioni di litio, un'azienda chiamata Ioxus ha creato un dispositivo ibrido di accumulo di energia che potrebbe ricaricare gli utensili elettrici in pochi minuti e potrebbe non dover mai essere sostituito. La società afferma che le future incarnazioni potrebbero forse essere utilizzate per catturare energia dai veicoli in frenata.
condensatore di batteria: Un nuovo dispositivo di accumulo di energia unisce la chimica di un ultracondensatore con quella di una batteria agli ioni di litio.
Gli ultracondensatori catturano e rilasciano energia in pochi secondi e possono farlo milioni di volte, ma immagazzinano solo il 5% circa di energia rispetto alle batterie agli ioni di litio. L'ibrido può immagazzinare più del doppio dell'energia in volume degli ultracondensatori standard. È ancora molto meno di una batteria agli ioni di litio, ma l'ibrido può essere ricaricato rapidamente oltre 20.000 volte rispetto a poche centinaia di cicli per una batteria tipica.
Un utensile elettrico che utilizza l'ultracondensatore agli ioni di litio funzionerebbe solo per un quindicesimo tempo rispetto a una batteria, ma si ricaricherà in appena un minuto. Il nostro prodotto è per i guerrieri del fine settimana che non usano molto l'elettroutensile ogni giorno ma desiderano una ricarica molto rapida, afferma Mark McGough, CEO di Ioxus. L'azienda, con sede a Oneont, New York, produce già ultracondensatori convenzionali per autobus ibridi-elettrici e per i sistemi di avviamento e arresto del motore che vengono utilizzati per aumentare il risparmio di carburante nelle auto.
Il dispositivo ibrido di accumulo di energia è costituito da un film di alluminio inciso rivestito su un lato con impasto di carbonio, che è simile all'elettrodo trovato in un ultracondensatore. L'altro elettrodo, sull'altro lato del film, è rivestito non con carbonio ma con un materiale agli ioni di litio, che fornisce una maggiore capacità di accumulo di energia. Il film viene avvolto in un cilindro per realizzare il dispositivo finito.
Gli ultracondensatori vengono testati in alcuni autobus urbani come un modo per catturare l'energia generata dalla frenata e rilasciarla rapidamente per la riaccelerazione, un approccio che promette di migliorare l'efficienza del carburante. Se l'ultracondensatore ibrido agli ioni di litio può essere potenziato, potrebbe migliorare ulteriormente l'efficienza del carburante immagazzinando più energia. Ma la sua durata del ciclo dovrà essere migliorata, poiché i sistemi di rottura dei veicoli devono essere ricaricati centinaia di migliaia di volte.
Il concetto di ultracondensatori ibridi agli ioni di litio esiste da 20 anni, ma c'è più richiesta per altri tipi di dispositivi di accumulo di energia, afferma Teodoro Bohn , un ingegnere presso l'Advanced Powertrain Research Facility dell'Argonne National Laboratory.
Bohn afferma che la tecnologia ibrida potrebbe comunque essere ideale per applicazioni piccole e leggere che trarrebbero vantaggio dall'avere parte del vantaggio energetico degli ultracondensatori e parte del vantaggio energetico di una batteria. L'ibrido è buono per l'impulso di potenza e OK per l'energia, dice.
Solo un'altra compagnia— JSR Micro , a Tokyo, produce dispositivi ibridi di questo tipo, dopo averli immessi sul mercato nel 2009. L'azienda afferma che il suo dispositivo ha una densità di energia tre volte superiore a un ultracondensatore convenzionale e un ciclo di vita di 100.000 ricariche. Jeff Myron, un program manager di JSR Micro, afferma che il dispositivo è principalmente inteso come alimentatore di backup nelle apparecchiature di imaging medico.