Elektromobily pohání superkondenzátor

22. březen 2006

Na první pohled ta myšlenka vypadá téměř cimrmanovsky naivně: když se konstruktérům stále nedaří vyvinout pro elektromobily dostatečně výkonný akumulátor, proč elektřinu prostě nenalejí do nějaké nádrže? Právě tak ale funguje nový slibný zdroj, kterému se říká ultracapacitor - tedy cosi jako superkondenzátor.

Téměř ve všech dnešních akumulátorech se elektřina ukládá v podobě chemické vazby. Naproti tomu běžná elektronická součástka kondenzátor ji umí uložit v podobě elektrického náboje. Prakticky to funguje stejně, jako kdybychom elektřinu "nalili" do nějaké nádoby. Lze se o tom snadno přesvědčit: když ke kondenzátoru s dostatečnou kapacitou nakrátko přiložíte vývody baterie, můžete s takto uskladněnou energií vzápětí na chvilku rozsvítit malou žárovku nebo LED. Výhody oproti chemickým akumulátorům jsou velké: vysoká účinnost, krátká doba nabíjení, schopnost okamžitě podat plný výkon, odolnost proti přebíjení i extrémnímu vybíjení, životnost počítající se na desítky let, odolnost vůči otřesům a dalším vnějším vlivům, mnohonásobně větší počet nabíjecích cyklů atd. Háček je jen jeden, zato pořádný - běžné kondenzátory mají pro tyto účely příliš malou kapacitu.

Výhody kondenzátoru při ukládání energie jsou ale příliš velké, než aby je konstruktéři nechali ležet ladem. Stejně jako běžný kondenzátor se skládá z vodivých polepů (elektrod) a nevodivé vrstvy (dielektrika), která je odděluje a zabraňuje tak vybití náboje na elektrodách. V tomto případě ale jsou "polepy" tvořeny speciálně upraveným pórovitým uhlíkem, jehož vnitřní povrch má plochu až 2000 čtverečních metrů v jednom gramu. Oproti stovkám mikrofaradů u běžných kondenzátorů zde kapacita dosahuje tisíců faradů, přičemž hustota energie je desetkrát až stokrát vyšší než u olověných akumulátorů. Počet nabíjecích cyklů se počítá ve statisících až milionech.

Ultrakondenzátorový zdroj Maxwell pro počítače a elektroniku

Naproti tomu množství ampérhodin zatím nedosahuje hodnot běžných u tradičních akumulátorů. Malé superkondenzátory se proto používají zejména pro zálohování zdrojů v počítačích a dalších elektronických zařízeních. Obzvlášť skvělá budoucnost je ale předpovídána velkým jednotkám zejména v elektromobilech. Jejich vlastnosti je předurčují zejména pro pokrytí špičkového výkonu při prudké akceleraci, v těžkém terénu nebo stoupání, kdy běžný zdroj energie (baterie, palivový článek atd.) nestačí. Zlepšují také energetickou bilanci elektromobilu tím, že ukládají elektřinu generovanou při brzdění.

Ultrakondenzátorová baterie, kterou pro elektromobily vyvinula společnost Honda

Zatím tedy musí superkondenzátory pracovat v tandemu s jiným zdrojem energie. Možnosti zlepšení kapacity jim nabízejí zejména nanotechnologie: vědci předpokládají, že pórovitý uhlík by mohla nahradit jakási voština sestavená z obrovského množství uhlíkových nanotrubic. Díky tomu patrně bude možné docílit kapacity srovnatelné s nejlepšími chemickými akumulátory, nebo i větší.

Ultrakapacitorová baterie umístěná za sedadly elektromobilu
autor: Jan Novák
Spustit audio

Více z pořadu

E-shop Českého rozhlasu

Vždycky jsem si přál ocitnout se v románu Julese Verna. Teď se mi to splnilo.

Václav Žmolík, moderátor

tajuplny_ostrov.jpg

Tajuplný ostrov

Koupit

Lincolnův ostrov nikdo nikdy na mapě nenašel, a přece ho znají lidé na celém světě. Už déle než sto třicet let na něm prožívají dobrodružství s pěticí trosečníků, kteří na něm našli útočiště, a hlavně nejedno tajemství.