太阳能超级电容器原型生成和储存太阳能汽车

最近在一篇文章发表在开放获取期刊亚博网站下载材料研究表达,研究人员开发了一种新的复合材料面板,可以生成电能从太阳能光伏电池和存储结构超级电容器的能量。

研究:发展太阳能超级电容器利用有机聚合物和金属氧化物EV的子系统图片来源:LuisPinaPhotography / Shutterstock.com

这些面板可用于电动汽车的结构体和离子交换可充电电池组成混合储能系统(HESS)。复合面板原型演示了额外的4.56%的发电和太阳能辐照度下每小时1000 w / m²对传统的电动汽车。

太阳能超级电容器在电动汽车车身

电动汽车(EVs)可以成为更有效的通过将一些可再生能源成本效益的混合储能系统。其中,超级电容器在燃料电池和电化学电池有几个优势,如更高的功率密度,缩短充电时间和更长的循环寿命。

太阳能超级电容器的工作原理身体面板。图片来源:拉赫曼,M。昂,K。材料亚博网站下载研究表达

太阳能是最可行的汽车行业的可再生能源。使用太阳能光伏电池在车辆屋顶收获并不新鲜,但如果相同的设备可以储存更多的能量,这将是一个改变游戏规则的混合动力电动汽车。app亚博体育太阳能超级电容器的电容(精原细胞)是一个类收获和储存太阳能。

碳材料是最常用亚博网站下载在超级电容器电极材料。其中,碳纤维(CF)是电双层电容器的最佳人选(EDLC)。CF优越的财产因one-dimensionality电荷运输和高吸附能力离子由于存在大量的毛孔表面的纤维。

CF、导电聚合物如环氧树脂(ER),和金属氧化物,如氧化锌/措是一个合适的电极高性能精原细胞。

关于这项研究

研究人员准备几个原型SSC-based复合面板不同成分的夹层纸薄膜层ZnO-ER和CuO-ER之间。摘要电影是浸泡在Na₂所以₄电解质。Na₂所以₄CF电极之间的电解质作为电介质。

此外,ZnO-ER和CuO-ER层都覆盖着两个CF表。CF嵌入式n型电极(ZnO-CF)捐赠电子太阳能光子的存在,而CF嵌入式p型电极(CuO-CF)接受电子。两个电极- ZnO-CF和CuO-CF -和电解质Na₂所以₄形成一个双电层超级电容器。

措的存在增加电子转移以及氧化锌纳米结构的表面,由于其巨大的表面积和高催化活性,同时也增强了反应过程。因此,合成的氧化锌/ CuO-based复合电极材料会导致更快的充电时间。亚博网站下载

导电聚合物的ER使纳米结构的氧化锌/措紧凑,因此存储电荷再没有传统电容器放电过快。由于导电聚合物的存在,面板也可以利用太阳能,将它转换成电能。

太阳能超级电容器系统的仿真软件。图片来源:拉赫曼,M。昂,K。材料亚博网站下载研究表达

观察

研究小组发现,SSC样品的电导率提高氧化锌/措内容的增加。另外,样品用20 gsm纸浸泡在Na₂所以₄电解液电容显示高于样本与普通纸介质。然而,CF电极合成与普通ER演示电导率降低。

有机SSC的效率改进的通过增加影响量子点的激子生成能量带隙,产生特定的光学效应和提高运输和电子的集合。

不同的优化性能度量样本显示17.78%的能量转换效率,0.79 mV的开路电压,电流密度为222.22 a / m²电容的11.17μF /厘米²的能量密度120 Wh /公斤,和功率密度29 kW /公斤。

太阳辐照度的完全充电SSC 1000 w / m²提供了一个额外的4.56%的发电和每小时范围传统的电动汽车。SSC有可能降低电动汽车的电池(特斯拉模型3)和10%的重量大小相同的输出功率为7.5%。

经前综合症对太阳能超级电容器在仿真软件。图片来源:拉赫曼,M。昂,K。材料亚博网站下载研究表达

结论

研究人员开发了一个优化的SSC原型面板,用于电动汽车的他,可以利用和储存太阳能。panel-energy-storage系统具有多功能特点,如重量储蓄,储能/按需供应,和保护汽车的身体从外部热绝缘体。SSC制造使用的电极材料,如CF,导电聚合物和金属氧化物,如氧化锌和措。亚博网站下载

样本数据表明该他满足电动汽车的电力和能源需求,其配件加载,准确的多个存储系统之间的权力分配。因此,这些细胞可以提高可持续性,成本效益和能源电动汽车部门的效率。

参考

拉赫曼,M。昂,K。、开发太阳能超级电容器利用有机聚合物和金属氧化物EV的子系统,亚博网站下载材料研究表示,2021年,https://iop亚博老虎机网登录science.iop.org/article/10.1088/2053-1591/ac3ce9

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