محصولات, نانو کیتوسان
سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی الکتروشیمیایی
سیستم‌های ذخیره و تبدیل انرژی الکتروشیمیایی عبارت‌اند از باتری‌ها، سلول‌های سوختی و خازن‌های الکتروشیمیایی. اگرچه مکانیزم ذخیره و تبدیل انرژی در این سیستم‌ها متفاوت از یکدیگر است اما از نقطه نظر الکتروشیمیایی شباهت‌هایی میان آن‌ها وجود دارد. به‌عنوان مثال، در تمامی این سیستم‌ها فرایندهای تأمین انرژی در فاز مرزی فصل مشترک الکترود/الکترولیت رخ داده و انتقال الکترون‌ها و یون‌ها، جدای از یکدیگر است. مکانیزم پایه ای عملکرد هر یک از این سیستم‌ها در شکل 1 نشان داده‌شده است. همان‌طور که مشخص است، هر سه سیستم مشتمل بر دو الکترود مرتبط با یک محلول الکترولیت میباشند.
شکل (1) (الف) نمایش تصویری ساختار یک باتری (سلول Daniell) که نشان‌دهنده‌ی خصوصیات کلیدی عملکرد باتری و التزامات انتقال الکترون‌ها و یون‌ها است (ب) نمایش تصویری ساختار یک ابرخازن که نشان‌دهنده‌ی ذخیره‌ی انرژی در دولایه‌ی الکتریکی در سطح مشترک الکترود/الکترولیت است (ج) نمایش تصویری ساختار یک سلول سوختی که نشان‌دهنده‌ی تدارک پیوسته‌ی واکنشگرها (هیدروژن و اکسیژن) جهت انجام واکنش اکسایش/کاهش در سلول است. در سیستم‌های ذخیره و تبدیل انرژی، عبارات «انرژی ویژه[1]» (با واحد وات ساعت بر کیلوگرم Wh/kg) و «دانسیته ی انرژی[2]» (با واحد وات ساعت بر لیتر Wh/L) به منظور بیان ظرفیت انرژی یک سیستم استفاده میشود درحالی که توانایی در سرعت[1] با «توان ویژه[2]» (با واحد وات بر کیلوگرم W/kg) و «دانسیتهی توان[3]» (با واحد وات بر لیتر W/L) بیان میشود. این مشخصه ها به طور دلخواه به شکل وزنی (بر واحد کیلوگرم) و یا حجمی (بر واحد لیتر) مورد استفاده میباشند. به منظور مقایسه ی توانایی سیستم‌های مختلف از نقطه نظر توان و انرژی، نموداری تحت عنوان نمودار راگون توسعه یافته است. یک نمودار ساده ی راگون شکل 2، نشان دهنده‌ی آن است که سلول‌های سوختی از جمله سیستم‌هایی با انرژی بالا محسوب می‌شوند درحالی‌که ابرخازن‌ها به‌عنوان سیستم‌هایی با توان بالا شناخته شده اند. همچنین در این نمودار مشخص است که باتری‌ها از توان و انرژی حد میانه ای برخوردار بوده و هم‌پوشانی‌هایی ازنظر انرژی و توان بین ابرخازن‌ها و سلول‌های سوختی با باتری وجود دارد. در حقیقت باتری‌ها با الکترودهایی به شکل فیلم‌های نازک مشخصه های توانی مشابه ی با ابرخازن‌ها از خود نشان داده اند. علاوه بر این، گزارش‌هایی مبنی بر توسعهی سیستم‌های هیبریدی مانند باتری‌های فلز/هوا (به‌عبارت‌دیگر، سلول‌های سوختی فلز/هوا) در مراجع قابل یافت بوده که ساختارشان مشتمل بر یک الکترود باتری (آند فلزی) و یک الکترود سلول سوختی (کاتد هوا) است. شکل 2-2 این مسئله را نیز به خوبی نشان میدهد که هیچ یک از منابع توان الکتروشیمیایی به تنهایی قادر به برآورده کردن مشخصه های موتورهای درونسوز نیست. بدین ترتیب، توان و انرژی بالا و درنتیجه توانایی رقابت با موتورهای درونسوز تنها با ترکیب سیستم‌های الکتروشیمیاییِ موجود قابل دستیابی است. در چنین سامانه ی هیبریدی، باتری‌ها و یا ابرخازن‌ها مسئولیت تأمین توان بالا را به عهده داشته و سلول‌های سوختی انرژی بالا را فراهم خواهند کرد.
جدول 1جزییات اختلاف عملکرد را برای باتری‌ها، خازن‌ها، ابرخازن‌ها و سلول‌های سوختی نشان میدهد. با وجود مزایای فنی مثل سرعت شارژ-دشارژ سریع، چرخه ی عمر طولانی تر، دانسیته ی توان بالاتر، وزن و سمیت کمتر، یک مانع مهم کاربرد ابرخازن‌ها قیمت بالای آن‌هاست. برای رسیدن به عملکرد بالاتر، محققان در حال بررسی الکترولیت‌های جدید هستند به منظور بهبود محدوده ولتاژ عملکرد، لایه دی الکتریک جدید با تخلخل بهتر، ضخامت کمتر و نفوذپذیری بیشتر و مواد رسانا با مساحت سطح بزرگ‌تر که نیاز به روش تهیه ساده یا حتی تک مرحله‌ای داشته باشند.
| پارامترها | ابرخازن‌ها | پیل سوختی | باتری‌ها | خازن‌ها | |
| 1 | زمان شارژ/دشارژ | 1ms _ 1s | کاربرد ندارد | 10-1 ساعت | ms 1- ps1 |
| 2 | چرخه عمر | بیش از1میلیون | کاربرد ندارد | 2000-150 | بیش از1میلیون |
| 3 | دانسیته انرژی (Wh/kg) | 20-5/0 | 2000-500 | 265-30 | 3/0-01/0 |
| 4 | دانسیته توان (W/kg) | 10000-5000 | 1000-1 | 3000-100 | >5000 |
| 5 | هزینه به ازای Wh | 20-10 | 05/0-035/0 | 2-1 | 1-1/0 |
| 6 | پنجره پتانسیل (V) | 5/4-1 | 7/0-6/0 | 2/4-2/1 | 800-6 |
| 7 | محدوده دمایی (C) | 85 تا 40- | 1000 تا 50 | 65 تا 20- | 100 تا 20- |
جهت ثبت سفارش آماده سازی الکترود پیل سوختی، ابرخازن در ابعاد و شکل های مختلف و همچنین ساخت
سل ابرخازنی به قسمت درخواست پروژه مراجعه کنید.
