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研究人员开发太阳能超级电容器原型 可在汽车中利用太阳能发电和储存太阳能

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时间:1900/1/1 0:00:00

据国外媒体报道,研究人员开发了一种复合材料板,可以用作光伏电池,利用太阳能发电,也可以用作结构超级电容器储存能量。

superior, found

(来源:AZOM)

在装有离子交换充电电池的电动汽车中,这些电池板可用于车身结构部件,形成混合储能系统(HESS)。与传统电动汽车相比,这种复合板原型在1000W/m 2的太阳辐照度下,每小时可提供4.56%的额外发电量和续航里程。

使用太阳能超级电容器作为电动汽车的车身面板

在电动汽车中,借助高性价比的混合储能系统,可以整合多种可再生能源,从而提高效率。与燃料电池和电化学电池相比,超级电容器具有许多优点,如更高的功率密度、更短的充电时间和更长的循环寿命。

通常在屋顶上使用光伏电池来收集太阳能。然而,使用相同的设备来存储这样的能量将改变混合动力汽车领域的游戏规则。太阳能超级电容器是一种收集和储存太阳能的电容器。

碳材料是超级电容器中最常用的电极材料,碳纤维已被证明是双电层电容器(EDLC)的最佳候选材料。得益于一维性,碳纤维具有优越的电荷传输性能,因为其纤维表面有大量的孔隙,对离子有很高的吸附能力。导电聚合物如CF、环氧树脂(ER)和金属氧化物如ZnO/CuO可用作高性能SSC的电极。

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这项研究

研究人员将薄纸薄膜夹在ZnO-ER和CuO-ER层之间,制备了几种不同成分的SSC基复合板原型。纸膜浸泡在Na2SO4电解液中,可以作为CF电极之间的介质。此外,ZnO-ER层和CuO-ER层都覆盖有两层CF片。在太阳光子存在的情况下,CF嵌入N型电极(ZnO-CF)给予电子,而CF嵌入P型电极(CuO-CF)接受电子。两个电极-ZnO-CF和CuO-CF-和电解质Na2SO4形成双电层超级电容器。

CuO表面积大,催化活性高,可以促进ZnO纳米结构表面的电子转移,也促进了反应进程。因此,合成ZnO/CuO基复合电极材料有助于缩短充电时间。

导电聚合物er使ZnO/CuO的纳米结构更加致密,因此电荷存储时间更长,不会像传统电容器那样放电过快。在导电聚合物的帮助下,这种电池板还可以利用太阳能将其转化为电能。

superior, found

观察结果

研究小组发现SSC样品的电导率随着ZnO/CuO含量的增加而增加。此外,20gsm纸浸泡在Na2SO4电解液中的样品比普通绝缘纸的样品具有更高的电容。然而,用普通er合成的CF电极的电导率下降。通过增加量子点中激子的作用和能带隙,产生特殊的光学效应,促进电子的传输和收集,提高有机SSC的效率。

不同性能测试表明,优化样品的能量转换效率为17.78%,开路电压为0.79 mV,电流密度为222.22 A/m2,电容为11.17 μF/cm2,能量密度为120 Wh/kg,功率密度为29 kW/kg。

在太阳辐照度为1000W/m 2的条件下,充满电的SSC每小时可为传统电动汽车提供4.56%的额外发电量和新增续航里程。在相同的功率输出下,SSC可能使电动汽车(model 3)的电池体积和重量分别减少10%和7.5%。

superior, found

结论

研究人员为电动汽车HEES开发了一种优化的SSC原型面板,可以利用和储存太阳能。面板储能系统具有许多功能特性,例如减轻重量、储能/按需供应,以及作为绝缘体保护车身免受外部热量的影响。这些不锈钢的电极……由CF、导电聚合物和金属氧化物如ZnO和CuO制成。

样本数据表明,这种HEES可以满足电动汽车及其附件的功率和能量需求,并在多个存储系统之间精确分配功率。这些SSC有助于提高电动汽车行业的可持续性、成本效益和能源效率。据国外媒体报道,研究人员开发了一种复合材料板,可以用作光伏电池,利用太阳能发电,也可以用作结构超级电容器储存能量。

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(来源:AZOM)

在装有离子交换充电电池的电动汽车中,这些电池板可用于车身结构部件,形成混合储能系统(HESS)。与传统电动汽车相比,这种复合板原型在1000W/m 2的太阳辐照度下,每小时可提供4.56%的额外发电量和续航里程。

使用太阳能超级电容器作为电动汽车的车身面板

在电动汽车中,借助高性价比的混合储能系统,可以整合多种可再生能源,从而提高效率。与燃料电池和电化学电池相比,超级电容器具有许多优点,如更高的功率密度、更短的充电时间和更长的循环寿命。

通常在屋顶上使用光伏电池来收集太阳能。然而,使用相同的设备来存储这样的能量将改变混合动力汽车领域的游戏规则。太阳能超级电容器是一种收集和储存太阳能的电容器。

碳材料是超级电容器中最常用的电极材料,碳纤维已被证明是双电层电容器(EDLC)的最佳候选材料。得益于一维性,碳纤维具有优越的电荷传输性能,因为其纤维表面有大量的孔隙,对离子有很高的吸附能力。导电聚合物如CF、环氧树脂(ER)和金属氧化物如ZnO/CuO可用作高性能SSC的电极。

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这项研究

研究人员将薄纸薄膜夹在ZnO-ER和CuO-ER层之间,制备了几种不同成分的SSC基复合板原型。纸膜浸泡在Na2SO4电解液中,可以作为CF电极之间的介质。此外,ZnO-ER层和CuO-ER层都覆盖有两层CF片。在太阳光子存在的情况下,CF嵌入N型电极(ZnO-CF)给予电子,而CF嵌入P型电极(CuO-CF)接受电子。两个电极-ZnO-CF和CuO-CF-和电解质Na2SO4形成双电层超级电容器。

CuO表面积大,催化活性高,可以促进ZnO纳米结构表面的电子转移,也促进了反应进程。因此,合成ZnO/CuO基复合电极材料有助于缩短充电时间。

导电聚合物er使ZnO/CuO的纳米结构更加致密,因此电荷存储时间更长,不会像传统电容器那样放电过快。在导电聚合物的帮助下,这种电池板还可以利用太阳能将其转化为电能。

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观察结果

研究小组发现SSC样品的电导率随着ZnO/CuO含量的增加而增加。此外,20gsm纸浸泡在Na2SO4电解液中的样品比普通绝缘纸的样品具有更高的电容。然而,用普通er合成的CF电极的电导率下降。通过增加量子点中激子的作用和能带隙,产生特殊的光学效应,促进电子的传输和收集,提高有机SSC的效率。

不同性能测试表明,优化样品的能量转换效率为17.78%,开路电压为0.79 mV,电流密度为222.22 A/m2,电容为11.17 μF/cm2,能量密度为120 Wh/kg,功率密度为29 kW/kg。

在太阳辐照度为1000W/m 2的条件下,充满电的SSC每小时可为传统电动汽车提供4.56%的额外发电量和新增续航里程。在相同的功率输出下,SSC可能使电动汽车(model 3)的电池体积和重量分别减少10%和7.5%。

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结论

研究人员为电动汽车HEES开发了一种优化的SSC原型面板,可以利用和储存太阳能。面板储能系统具有许多功能特性,例如减轻重量、储能/按需供应,以及作为绝缘体保护车身免受外部热量的影响。这些SSC的电极由CF、导电聚合物和金属氧化物如ZnO和CuO制成。

样本数据表明,这种HEES可以满足电动汽车及其附件的功率和能量需求,并在多个存储系统之间精确分配功率。这些SSC有助于提高电动汽车行业的可持续性、成本效益和能源效率。

标签:优越发现

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