- Зосередження уваги на ефективному зберіганні енергії спричинило появу суперконденсаторів
- Науково-дослідні інститути виявили інноваційні виробничі процедури для суперконденсаторів
- Фокус на розробці матеріалів для суперконденсаторів повсюдний
- Автомобільна промисловість - ключовий потенціал зростання для виробників суперконденсаторів
- Роль суперконденсаторів у перспективах електроніки та енергетики та енергетики
Промисловість силової електроніки розвивається вгору і не демонструє ознак стихання, оскільки тенденція електрифікації проникає в ширший спектр галузей промисловості та спричиняє потребу в високотехнологічних силових електронних пристроях. Останніми роками помітно зростає потреба у вдосконалених рішеннях для зберігання електроенергії, викликаних необхідністю швидшого зберігання, ефективного управління енергією та оптимізації енергії.
Характер застосування енергетичної електронної промисловості відіграв важливу роль у розробці рішень для зберігання електрики, таких як конденсатори. Відносна ефективність у часі зарядки конденсаторів спонукала їх впровадження в безлічі накопичувачів енергії. Однак, є потенціал для покращення накопичувальної потужності конденсаторів, що, в свою чергу, призвело до розвитку суперконденсаторів - також відомих як ультраконденсатори або електрохімічні конденсатори (ЕК).
Зосередження уваги на ефективному зберіганні енергії спричинило появу суперконденсаторів
Коли промислові розробки почали обертатися навколо тенденції електрифікації, інновації в конструкціях суперконденсаторів набирали темпів. Світові гіганти, включаючи General Electric, провели експерименти, спрямовані на вдосконалення конструкції суперконденсаторів, намагаючись використати зростаючий попит на суперконденсатори в галузях як ключовий засіб для електрифікації. Корпорація NEC була однією з перших кількох компаній, яка комерційно представила у світі суперконденсатори; Стандартна нафтова компанія Огайо (SOHIO) в основному приписується винаходу.
Після появи надпровідників як більш ефективного рішення для накопичення енергії популярність технології ЕС зросла миттєво. Конструкції суперконденсаторів прогресували протягом кількох поколінь з часу їх першого комерційного запуску. Дослідницькі організації та провідні компанії в галузі енергетичної електроніки все ще зосереджуються на нововведеннях навколо методів виробництва та матеріалів для подальшого підвищення економічної ефективності та продуктивності суперконденсаторів.
Науково-дослідні інститути виявили інноваційні виробничі процедури для суперконденсаторів
Незважаючи на відмінні експлуатаційні характеристики суперконденсаторів, виробники все ще намагаються контролювати високі виробничі витрати та меншу здатність накопичувати енергію суперконденсаторів порівняно з батареями. Крім того, проблеми, пов'язані з довговічністю щодо суперконденсаторів, певною мірою обмежують його застосування у промислових цілях. У відповідь на ці занепокоєння компанії-виробники суперконденсаторів інвестують значні кошти в дослідження та розробки (R&D), щоб розробити більш вищу версію суперконденсаторів.
Деякі інновації, засновані на дослідженнях, які сформували ринок суперконденсаторів за останні п’ять років:
- У лютому 2013 року дослідники з Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі виявили новаторський та економічно ефективний спосіб виготовлення мікроконденсаторів мікромасштабу за допомогою споживчого DVD-конфорки LightScribe. Ці мікроконденсатори складаються з шару графітового вуглецю товщиною в один атом і можуть бути легко інтегровані в мініатюризовані електронні пристрої. Використовуючи двовимірний лист графену в поєднанні з новою технологією виготовлення, дослідники можуть значно зменшити виробничі витрати та розширити область застосування суперконденсаторів.
- У липні 2013 року дослідники з Ульсанського національного інституту науки і технологій (UNIST) розробили інноваційний метод масового виробництва тривимірного мезопористого нанокульки графена (МГБ), який можна використовувати у виробництві суперконденсаторів. Дослідники прогнозували, що властивості мезопористого графену покращать масштабованість, якість та економічну ефективність суперконденсаторів, розширюючи сферу їх застосування в електромобілях.
- У серпні 2014 року інженери з університету Монаш в Австралії розробили новий метод отримання графену всередині суперконденсаторів, щоб підвищити їх щільність енергії в 10 разів більше, ніж комерційні пристрої. Інженери створили макроскопічний графеновий матеріал способом, подібним до традиційного методу виробництва паперу. Крім того, вони також підтвердили, що за рахунок зменшення хімічної речовини на основі розчину - оксиду графіту в графені, інженери можуть відкрити нові шляхи комерціалізації графену та суперконденсаторів, щільніших в 10 разів.
- Група дослідників у Південній Кореї виявила надзвичайно інноваційний, але надзвичайно придатний альтернативний матеріал для суперконденсаторних електродів у серпні 2014 року. Вони розробили спосіб використання сигаретних фільтрів у суперконденсаторах, які можуть бути перетворені у високоефективний вуглецевий матеріал з великою потужністю щільності. Дослідники можуть успішно використовувати фільтри для сигарет, що використовуються, для накопичення більше електричної енергії, ніж комерційного вуглецю.
Фокус на розробці матеріалів для суперконденсаторів повсюдний
Рух у напрямку розробки високоефективних матеріалів набув надзвичайної відчутності серед виробників суперконденсаторів, де постійно зростає попит на суперконденсатори в різних галузях промисловості, таких як носима побутова електроніка та електромобілі. Хоча графен залишається одним із придатних матеріалів для суперконденсаторів, поточна наукова діяльність натякає на значні зміни в ландшафті ринку суперконденсаторів.
Група хіміків з Амстердамського університету Інституту молекулярних наук Ван-Гоффа винайшла новий матеріал для суперконденсатора, проводячи експерименти для проекту паливних елементів. Дослідники виявили, що високопористий суперконденсаторний матеріал є недорогим, легким і нетоксичним і може використовуватися в потенційних комерційних додатках суперконденсаторів, таких як транспорт, електроніка та пристрої накопичення енергії.
Інша група вчених з UC Santa Cruz та Національної лабораторії Лоуренса Лівермора (LLNL) використовували надшвидкий 3D-друкований графен для зменшення товщини порядку міліметрів та поліпшення експлуатаційних характеристик суперконденсаторів, включаючи щільність потужності та збереження ємності.
Складна суперконденсатор була зроблена зі звичайного паперу інженерів з Джорджії і Корейського університету, який може зберігати більше енергії довше, особливо в носяться електронних продуктах, як він гнучкий. Вчені, інженери та дослідники по всьому світу в основному зосереджуються на збалансуванні щільності потужності та щільності енергії суперконденсаторів, щоб уникнути втрати потужності відразу.
Останні розробки та інновації у матеріалах, що використовуються у виробництві суперконденсаторів, головним чином спрямовані на зменшення можливості саморозряду або короткого замикання. Зацікавлені сторони на ринку суперконденсаторів прагнуть використати різні характеристики роботи псевдоконденсаторів та гібридних конденсаторів, які можуть відображати вищу щільність енергії, ніж будь-які інші типи суперконденсаторів.
Хоча попит на електричні двошарові конденсатори залишається найвищим на ринку суперконденсаторів, гібридні конденсатори спостерігають зростання попиту в різних галузях промисловості.
Автомобільна промисловість - ключовий потенціал зростання для виробників суперконденсаторів
В даний час автомобільний сектор є потенційною сферою зростання для виробників високоякісних накопичувачів енергії, таких як суперконденсатори. У 2013 році, автомобільної промисловості суперконденсаторів припадає менше 1/5 тис частки доходів ринку суперконденсаторів. Однак з недавніми подіями в автомобільній промисловості автомобілі стали одним з найважливіших застосувань суперконденсаторів.
Оскільки виробники автомобілів зосереджуються на зменшенні залежності від нафтової промисловості, а керівні органи, що вводять суворі екологічні норми, перспективи зростання електромобілів передбачаються перспективними. Це спонукало виробників суперконденсаторів бачити вигідні можливості в швидко розвивається автомобільній промисловості.
Розробка суперконденсаторів, придатних для електромобілів або гібридних електромобілів, є однією з найважливіших бізнес-стратегій компаній-виробників суперконденсаторів. З іншого боку, виробники автомобілів також змагаються за випуск найефективніших електромобілів, що виправдало їхнє полювання на високоякісні системи накопичення енергії. Це в кінцевому рахунку відображається у постійно розширюваному обсязі інновацій у суперконденсаторах в швидко розвивається автомобільній промисловості.
У лютому 2019 року Tesla Inc. - світовий гігант в автомобільній та енергетичній галузях - оголосила, що придбала Maxwell Technologies Inc. - провідну компанію з виробництва акумуляторних батарей - приблизно на 218 мільйонів доларів США. Компанія прагне заробити на прибуткових можливостях для електромобілів, і цим придбанням вона планує додати досвід у галузі суперконденсаторів, які можуть пришвидшити можливості зарядки автомобіля.
У травні 2018 року Rolls-Royce - провідний світовий виробник елітних автомобілів - уклав угоду про співпрацю з Superdielectrics Ltd - британською компанією, що займається запуском технологій, досліджуючи потенціал суперконденсаторів та створюючи надсучасне сховище високої енергії технології. За допомогою цього партнерства Roll-Royce прагне поєднати свій досвід у галузі матеріалознавства з гідрофільними полімерами Superdielectrics для розробки додатків суперконденсаторних батарей світового класу.
Lamborghini - ще один провідний виробник автомобілів, який приєднався до набору автомобільних компаній, які планують використовувати надзвичайні характеристики суперконденсаторів під час електрифікації автомобільної промисловості. Нещодавно головний технічний директор компанії заявив, що раніше компанія використовувала суперконденсатори в Lamborghini Aventador для стартерної батареї. Експерти прогнозують, що наступник Авентадора може використовувати однакові суперконденсатори.
Постійно розвивається автомобільна промисловість створила набагато захоплююче конкурентне середовище для виробників суперконденсаторів. Прагнення до постійного вдосконалення продуктивності суперконденсаторів, швидше за все, спричинить деякі новаторські інновації на ринку суперконденсаторів у найближчі роки.
Роль суперконденсаторів у перспективах електроніки та енергетики та енергетики
Очікується, що в наступному десятилітті автомобільна та транспортна галузі становитимуть більше третини частки доходу ринку суперконденсаторів. Незважаючи на прославлене майбутнє суперконденсаторів в автомобільній індустрії нового віку, побутова електроніка та енергетика та енергетика, ймовірно, матимуть левову частку у розвитку ринку суперконденсаторів.
Суперконденсатори рекламуються як робоча сила будь-якого електронного продукту, який працює на батареях або системах накопичення енергії. У найближчі роки суперконденсатори, швидше за все, стануть свідками повсюдного визнання в різних галузевих вертикалях. Майбутнє ринку суперконденсаторів, швидше за все, стане свідком появи ЕК, які забезпечать майбутнє сучасних носіїв та споживчих електронних продуктів. Сонячні суперконденсатори - це також майбутнє, яке, як очікується, матиме величезний потенціал продажів у ландшафтах носимих датчиків, особливо в носяться медичних пристроях.
Поточна дослідницька діяльність та розробки в галузі енергетичної електроніки продовжують натякати на заміну суперконденсаторів найближчим часом. Зі збільшенням застосування суперконденсаторів у різних галузях промисловості, таких як електроніка, енергетика та енергетика, військова та оборонна та аерокосмічна сфера, до 2028 року очікується, що світовий ринок суперконденсаторів перевищить 5,5 млрд. Доларів США. Експоненціальний темп зростання ринку суперконденсаторів становить очікується, що він розширить прибуткові можливості для дослідників, виробників та інших зацікавлених сторін у ландшафті.
Адіті Ядвадкар є досвідченим автором досліджень ринку і багато писала про промисловість електроніки та напівпровідників. У Future Market Insights (FMI) вона тісно співпрацює з дослідницькою групою з електроніки та напівпровідників для обслуговування потреб клієнтів з усього світу. Ця інформація базується на звіті FMI про ринок суперконденсаторів.