超級電容器在新能源領域并不是一個陌生的名詞。實際上,超級電容器已在該領域歷經(jīng)了幾十年的坎坷,雖然它的應用形式同電池不同,但在實際應用上卻總被電池取代,此外還面臨成本高、技術難度大的劣勢。然而,超級電容器在技術上一旦取得突破,將可對新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生極大的推動力。因此,盡管研發(fā)過程困難重重,但攻克它的意義卻很重大。
超級電容器的尷尬現(xiàn)狀
超級電容器從誕生到現(xiàn)在,已經(jīng)歷了三十多年的發(fā)展歷程。目前,微型超級電容器在小型機械設備上得到廣泛應用,例如電腦內(nèi)存系統(tǒng)、照相機、音頻設備和間歇性用電的輔助設施。而大尺寸的柱狀超級電容器則多被用于汽車領域和自然能源采集上,并可預見在該兩大領域的未來市場上,超級電容器有著巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>
使用壽命久、環(huán)境適應力強、高充放電效率、高能量密度,這是超級電容器的四大顯著特點,這也使它成為當今世界最值得研究的課題之一。目前,超級電容器的主要研究國為中、日、韓、法、德、加、美。從制造規(guī)模和技術水平來看,亞洲暫時領先。
然而,超級電容器的研發(fā)工作一直籠罩在電池(主要為鎳氫電池、鋰電池)的陰影之下。鎳氫電池和鋰電池的開發(fā)因為可以獲得來自政府和大投資商的巨額資金支持,技術交流獲得極大推動,也更容易聚焦全世界的目光。相比之下,超級電容器卻很難得到雄厚的資金支持,技術的進步和發(fā)展也就受到很大程度地制約。這使它在很多領域備受冷落。
超級電容與電池拉平差距的機會
盡管超級電容器的制作成本每年都在以低于10%的比例減少,但這項技術依然不能在運輸行業(yè)和自然能源采集方面擴大生產(chǎn)規(guī)模。相比電池領域,超級電容器的技術過于落后,想要縮小兩者在研發(fā)方面的差距,首要任務應解決如下問題:
■增加超級電容器生產(chǎn)廠商數(shù)量,通過市場競爭的手段刺激相關技術的研發(fā);
■擴大高比功率超級電容器的生產(chǎn)規(guī)模,實現(xiàn)突破百萬件的年生產(chǎn)量;
■將超級電容器當前的制造成本降低50%;
■擬定一個超級電容器可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略,主要針對更高效電極材料的探索。
要達到上述目標需要廠商對超級電容器市場有一個逐年上升的投資力度,主要用于在設備的研發(fā)和生產(chǎn)兩方面。與此同時,政府擴大資金和技術支持也將起到至關重要的作用。
超級電容的應用前景分析
超級電容是一種極好的電池!今后,儲能密度還可以再提高10-100倍!
目前,普通電池的儲能密度是0.02千瓦時/kg,而超級電容則可以達到10或者20千瓦時/kg,是普通鉛蓄電池的500-1000倍!未來還可以進一步提高!而且充放電的速度極快,只需要幾秒鐘即可!
以前,一塊鉛蓄電池50公斤,也只能存儲一度電,而且用久了就壞了,充放電時間特別長。
現(xiàn)在,一塊超級電容電池,如果還是50公斤,則可以儲存500-1000度電,足可以供一般的小汽車跑5000公里了!即使是公交車,也可以跑將近2000公里了!如果按按現(xiàn)在汽車的標配,加一次油跑600公里計算,每100公里按標準電耗15度計算,能夠儲存100度電就可以了,那么就只需要5-10公斤的超級電容電池就可以了!那么,這樣一來,車子就已經(jīng)可以很好地使用了!
未來,將進一步發(fā)明石墨烯超級電容電池,容量將進一步擴大十倍!那今后就更好了!
總之,從現(xiàn)在的技術來看,已經(jīng)可以具有商業(yè)化電動汽車的開發(fā)價值了!預計一臺汽車上安裝可持續(xù)跑600公里的超級電池,只需要成本1-2萬元左右,充電將更加簡單快速,幾秒鐘即可完成,無污染,幾乎可以終身使用而無需中途更換。今后還將更好,完全可以使用起來!而且,還有一個優(yōu)點,可以利用剎車的能量發(fā)電轉換成電能儲存起來,利用風能和太陽能發(fā)電儲存起來,那將更加節(jié)能,而且剎車液更加安全可靠。
總之,未來電動汽車必將橫空出世,自己完全可以利用這種技術去發(fā)展自己的產(chǎn)業(yè),為中國贏得世界一席之地!
既然電池技術已經(jīng)攻克,那么就應該進一步去完善,去制造,最終向用戶兜售自己的電動汽車!那么,就可以做成一個十分巨大的電動汽車產(chǎn)業(yè),為中國獲得綠色環(huán)保發(fā)展!可以徹底消滅城市汽車尾氣污染,可以為中國減少數(shù)億噸的汽油柴油消耗,減少對中東石油的依賴!為中國經(jīng)濟發(fā)展帶來騰飛的翅膀!
應該繼續(xù)關注這種技術,這種產(chǎn)業(yè),適時切入!還有,就是石墨烯產(chǎn)業(yè),信息化改造產(chǎn)業(yè),新型計算機產(chǎn)業(yè),智能化軟件產(chǎn)業(yè),現(xiàn)代農(nóng)業(yè),鈦合金產(chǎn)業(yè),傳統(tǒng)工業(yè)的升級改造和技術更新等等,這些將是中國未來發(fā)展的根本!
超級電容器的可預見性未來
毋庸置疑,超級電容器憑借自身使用壽命久、高充放電效率等顯著特點,只要找準自身發(fā)展的合適土壤,未來發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>
就未來十年的發(fā)展而言,超級電容器將是運輸行業(yè)和自然能源采集的重要組成部分,其中,用于裝配在啟停系統(tǒng)車輛的超級電容器,將成為其在未來的主要銷售渠道,預計在2016年的全球市場將達到2.7億美元,2020年將超過3.5億美元。