UItrakapacitorer giver batterier konkurrence
Ultrakapacitorer kan få samme energitæthed som batterier i fremtiden
Ny teknologi til fremstilling af ultrakapacitorer vil både reducere prisen og gøre ultrakapacitorerne så meget bedre, at de vil kunne konkurrere med traditionelle batterier.
Ultrakapacitorer, altså kapacitorer med meget store værdier, bliver stadig mere interessant for industrien, efterhånden som teknologien udvikles, og fremstillingsprisen er på vej ned. Det fastslår analysebureauet Frost & Sullivan med markedsundersøgelsen "F753 World Ultracapacitor Market".
En kapacitor, selv de store af slagsen, har stadig kun begrænset energitæthed i forhold til batterier. Til gengæld tåler kapacitoren en meget voldsommere af- og opladning, og det gør den til et værdifuldt supplement til batterier i moderne elektronikprodukter.
Nogle af dem bruges allerede i mobiltelefoner, hvor de udglatter de værste spidsbelastninger på de små lithium-ion batterier. Men autobranchen har også fået øjnene op for de kraftige kapacitorer. Der kommer nemlig mere og mere elektronik i nye biler, og navnlig digital elektronik kan have abrupte energibehov, som bedst tilfredsstilles af en stor kapacitor.
Ny teknologi til fremstilling af ultrakapacitorer vil både reducere prisen og gøre ultrakapacitorerne så meget bedre, at de vil kunne konkurrere med traditionelle batterier.
På lidt længere sigt arbejdes der med at øge kapaciteten til brug i hybridbiler, hvor fremdrivningskraften for tiden kommer helt eller delvis fra blybatterier.
Men bly-teknologien egner sig ikke til at opmagasinere bremseenergi og aflevere den igen til fremdrift. Denne voldsomme op- og afladning klarer ultrakapacitorer nemt, fordi de opbevarer energien i et elektrisk felt frem for i en kemisk forbindelse, som batterierne gør.
»Der spildes store energimængder på at bremse og accelerere biler. Så snart ultrakapacitorer kommer ind i billedet, vil der kunne spares enorme mængder af benzin,« oplyser forskningsanalytiker Anu Abraham, fra Frost & Sullivan.
Ny teknologi til fremstilling af ultrakapacitorer vil både reducere prisen og gøre ultrakapacitorerne så meget bedre, at de vil kunne konkurrere med traditionelle batterier.
På Massachucetts Institute of Technology (MIT) arbejder afdelingen Lees (Laboratory for Electromagnetic and Electronic Systems) med at forbedre ultrakapacitor-teknologien.
Det gør de ved at bruge enkelt-væggede kulstofrør på en tykkelse, der er 30.000 gange mindre end et menneskehår. Derved får de en relativt stor overflade. Og overfladens størrelse er netop det væsentlige, når det gælder om at opbevare et elektrisk felt.
Nutidens ultrakapacitorer bruger aktivt kul, som får en stor overflade, fordi kullet er uhyre porøst. Men porene er meget uensartede, og det begrænser effektiviteten. I et eksperiment på MIT anbringes nano-kulstofrør lodret og parallelt, og på grund af deres beskedne tykkelse kan der være rigtig mange af dem. Resultatet er et meget stort overfladeareal og dermed øget energitæthed.
Denne type kapacitorer kan fremstilles på eksisterende fabrikker og med samme størrelser som de eksisterende ultrakapacitorer. Dermed er der næppe tale om en verdensfjern forskning, som ikke bliver til noget.
»Med denne proces kan man bevare og endda forbedre de kendte egenskaber ved ultrakapacitorer, samtidig med at energitætheden øges til niveauer, der er tæt på batteriers,« siger professor Joel E. Schindall, fra MIT.
Der er flere grunde til, at ultrakapacitorer endnu ikke kan konkurrere med traditionelle batterier. For eksempel fylder en ultrakapacitor cirka 25 gange så meget som et lithium-ion batteri med samme energiindhold. Men det, der for alvor bremser anvendelsen for store kapacitorer lige nu, er fremstillingsprisen, som stadig er noget pebret. De høje produktionsomkostninger virker som en bremse på anvendelsen af ultrakapacitorer, og derved varer det længe, før fremstillingsprocessen bliver rigtig kommercialiseret, så prisen presses ned.
»Der er dog et voksende antal producenter, som er i gang med udvikling og forskning for at overvinde hindringerne, og prisen per Farad er blevet væsentligt reduceret i forhold til tidligere. Desuden er mange producenter ved at opvurdere markederne og øge produktionskapaciteten. Det går alt sammen i retning mod et større industrielt marked. Der er tydelige tegn på, at markedet vil vokse støt, i hvert fald indtil 2010,« forudser Anu Abraham.






