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超級電容器撬動百億大市場

  • 編輯: 深圳容樂電子官網
  • 發表時間:2022-05-26

  儲能交通的核心組件、風力發電的備用電源、港口裝備的節能助力、電磁彈射的最優選擇……超級電容器的“超級”二字,不僅在于其清潔便利,更在于其充放電速度快、功率密度高、工作溫限寬、循環壽命長,能夠滿足更多應用場景和特種需求。

  然而,超級電容器的電極材料——碳納米管的制造難題,一度掣肘我國對這一高新技術的深度應用:椰殼活性炭、石油膠,這兩種廣泛用于制造碳納米管的原材料,被牢牢掌握在國外少數企業手中。所幸,在寧波大學與寧波中車新能源科技有限公司的聯合攻關之下,我國在超高功率超級電容器的關鍵技術及應用上,取得了革命性突破。

  “為了實現進口替代,我們首創高密度的碳氣凝膠,成功完成電極材料的‘換道超車’!”昨天,項目牽頭人,寧波大學機械學院院長、中國中車集團首席科學家阮殿波表示。

  與碳納米管相比,“異軍突起”的碳氣凝膠優勢明顯。

  “這種新材料的導電性遠強于活性炭。同時,它的孔徑可以按照設計進行調整,更有利于離子通過,從而進一步降低電極的離子阻抗。最為重要的是,碳氣凝膠的化工原料——間苯二酚是寧波石化產業的副產物之一,繞過了原材料的掣肘,我們才算真正解決了‘卡脖子’問題?!比畹畈ㄕf。

  長達十年、投入超過2億元的研發歷程,并非一帆風順。阮殿波告知,將碳氣凝膠制成電極,是研發團隊曾面臨的一大難題?!疤細饽z,是一種非常輕,幾乎能夠飄浮在空氣中的物質。如何將其壓縮直至符合電極材料的要求?我們足足花了8年時間進行攻關?!蓖ㄟ^千百次試驗,研發團隊在碳氣凝膠中加入醛類復合,終于實現了碳氣凝膠的樹脂化,將其涂抹于鋁箔之上,新型電極自此誕生。

  當前,全球超級電容器的市場規模在百億級以上。巨大的市場需求背后,是一場“沒有硝煙的科研之爭”。從“卡脖子”到“掰腕子”,研發團隊在超級電容器的各項指標上與國際龍頭企業暗暗較勁。

  “目前國外超級電容器的功率密度在16kw/kg左右,而我們研發的超級電容器,功率密度達到了75kw/kg,是國際水平的4.69倍。價格方面,特斯拉3000法拉的電容器售價在300元左右,而我們研發的電容器,售價可以降低到100元?!比畹畈ㄗ孕艥M滿地說,目前中車新能源已經成為全世界最大的超級電容器供應商。

  在超級電容器的超級“加持”下,一尊尊“國之重器”擁有了更強性能。中車集團生產的有軌電車銷售至廣州、深圳、武漢等多個城市,首創的混合動力高速動車組相較于傳統高鐵,可節能30%以上。“原本高鐵列車進站一次就要消耗一個家庭一個月的用電量,現在都被超級電容器利用起來了?!比畹畈ㄕf。

  此外,作為超高功率特種能源,超級電容器還助推了顛覆性國防裝備的研發,極大增強了國防硬實力。

  科研的跨越離不開人才“最強大腦”的支撐。目前,中車集團的超級電容器研究所已經擁有50多名研究人員,成立了4個省級研發中心。“下一步,我們將在提升超級電容器性能的同時,向‘超快充’等方向聚力攻關,力爭著眼高精尖,形成更為完整、更大規模的產業鏈?!比畹畈ㄕf。

  (來源:寧波市人民政府網站)

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