Nhưng các siêu tụ điện có tỷ lệ tàng trữ nguồn năng lượng thấp. Một chiếc xe xe hơi điện trang bị siêu tụ điện hoàn toàn có thể sạc rất nhanh, nhưng sẽ chỉ chạy được vài kilomet vì tỷ lệ tàng trữ nguồn năng lượng chỉ bằng khoảng chừng 5 % so với pin lithium-ion hiện tại .
Các siêu tụ điện được sử dụng trong các mạng lưới hệ thống nguồn năng lượng mặt trời và tuabin gió, nguồn điện di động, đóng vai trò bộ tàng trữ đệm trong khi quá tải nhằm mục đích khắc phục sự cố mất điện ngắn bằng cách phóng bù điện hoặc nạp điện bổ trợ cho pin thường thì sau khi tiêu tốn .
Một thiết bị siêu tụ điện bao gồm 4 thành phần chính: Điện cực, bộ phận phân tách, chất điện phân và bộ thu điện.
 |
| Cấu trúc siêu tụ điện. |
Trong những thành phần này, then chốt nhất là các điện cực và chất điện phân, trực tiếp quyết định hành động hoạt động giải trí điện hóa của các siêu tụ điện. giá thành chế tạo những thành phần này chiếm phần đông tổng chi phí sản xuất thiết bị .
Theo Navakanth Vijay Challagulla, tác giả chính của điều tra và nghiên cứu khoa học về siêu tụ điện, được công bố trên tạp chí Công nghệ Năng lượng ( Energy Technology ), việc lựa chọn các chất điện phân cho các siêu tụ điện là một trong những trách nhiệm chính do tại chất điện phân phải có các đặc thù như không thay đổi hóa học tốt, tiềm năng hoạt động giải trí rộng, độ dẫn ion cao, độ thấm ướt cao và khoảng chừng nhiệt độ thao tác rộng ” .
Là một tổ của nhóm các nhà khoa học tại Trung tâm điều tra và nghiên cứu tiên tiến và phát triển quốc tế về luyện kim bột và vật tư mới ( ARCI ) ở Hyderabad, Ấn Độ, Challagulla và các đồng nghiệp đang thí nghiệm tạo ra những chất điện phân thân thiện với thiên nhiên và môi trường, có giá tiền tương thích cho các siêu tụ điện thương mại .
Pin nước mặn được xác định là một ý tưởng sáng tạo trong lĩnh vực pin sạc vì nước biển là một chất dẫn điện tốt, có thể được sử dụng như một chất điện phân tốt.
Nhóm ARCI hướng tới mục tiêu sản xuất các thiết bị siêu tụ điện đơn thuần, ngân sách thấp, thân thiện với thiên nhiên và môi trường và bền vững và kiên cố sử dụng điện cực sợi carbon từ rác thải bông công nghiệp .
Các nhà nghiên cứu đã tích hợp bảng pin điện năng lượng mặt trời với một siêu tụ điện, tạo thành một thiết bị quy đổi và tàng trữ nguồn năng lượng tái tạo, siêu tụ điện nguồn năng lượng mặt trời tích hợp cho thấy hiệu suất hoạt động giải trí trên cả mong đợi .
Nhóm nghiên cứu quyết định tích hợp các siêu tụ điện với pin mặt trời, do tính chất dao động tự nhiên không liên tục của bức xạ mặt trời hình thành một rào cản lớn cho việc sử dụng năng lượng mặt trời liên tục và gây ra tổn thất điện năng.
|
| Siêu tụ điện tích hợp với pin mặt trời trong khai thác sử dụng điện tái tạo. |
Đáng kinh ngạc, siêu tụ điện sử dụng nước biển bộc lộ độ không thay đổi cao, chu kỳ luân hồi phóng điện đạt tới 10.000 lần với 99 % năng lực duy trì điện dung và 99 % hiệu suất coulombic ( hiệu suất Faraday ) .
Thiết bị siêu tụ điện thân thiện môi trường tự nhiên mới của nhóm cho thấy tiềm năng lớn đưa vào sản xuất và tiến hành trong thực tiễn .
