March 23, 2009 It has been a big we

March 23, 2009 It has been a big week for news on advances in energy storage technology. We recently reported on new research that makes a Lithium Ion battery perform more like a supercapacitor, now we can report on research on a supercapacitor that performs more like a battery. Researchers at the University of Maryland and the Korea Advanced Institute of Science and Technology have developed a supercapacitor with 10 billion nanoscale capacitors per square centimeter, giving it 250 times greater surface area than that of a conventional capacitor of comparable size. The Nano Supercapacitor is being developed primarily as part of a hybrid battery-capacitor system for electric cars.

Batteries, particularly lithium-ion, store large amounts of energy but have more difficulty with high power or fast recharge. Capacitors, on the other hand, can be charged or discharged at a very high rate. Existing supercapacitors have an energy densities around 1/10th that of a conventional battery, but their power density is generally ten to one-hundred times as great

The Maryland/KAIST research team’s new devices are electrostatic nanocapacitors which increase the energy storage density of such devices by a factor of 100 over that of commercially available devices without sacrificing the high power they traditionally characteristically offer. Current commercial supercapacitors range from 0.5 to 30 Wh/kg, while the research is in its early stages, if they reach their claim of a 100 increase that will result in 3,000 Wh/kg. For comparison, a conventional lead-acid battery is typically 30 to 40 Wh/kg and modern lithium-ion batteries are about 160 Wh/kg. In automobile applications gasoline contains around 12,000 wh/kg, which operates at 15% tank-to-wheel efficiency giving an effective energy density of 1800 Wh/kg

Using Atomic fabrication techniques the process starts with a sheet of aluminum foil that is anodized to form a regularly spaced array of nanopores across its surface. Each nanopore as small as 50 nanometers in diameter and up to 30 micrometers deep. Next a sandwich of two layers of titanium nitride (TiN) metal separated by an insulation layer are deposited using Atomic layer deposition into the pores topped with another layer of aluminum foil. The two outer foil layers act as the electrical contacts.

The researchers have made a prototype with 125-micrometer-wide arrays, each containing one million nanocapacitors. There are many scale-up issues as they want to make a large area that contains billions of nanocapacitors to store large amounts of energy and they have to make sure that they can effectively connect multiple arrays to one another. The team are still deciding how best to commercialize this. The hybrid battery-capacitor system for electric cars would contain multiple energy storage panels stacked together inside a car battery system. The energy storage panels could also be integrated into solar panels and the flat panel displays seen in most portable devices.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

23 มีนาคม 2009 จะได้รับข่าวความก้าวหน้าในเทคโนโลยีการจัดเก็บพลังงานสัปดาห์ใหญ่ เราเพิ่งรายงานในการวิจัยใหม่ที่ลิเธียมไอออนแบตเตอรี่ทำเหมือนเป็น supercapacitor ตอนนี้เราสามารถรายงานวิจัย supercapacitor ที่ทำงานมากขึ้นเช่นแบตเตอรี่ นักวิจัยที่มหาวิทยาลัยแมริแลนด์ และเกาหลีขั้นสูงสถาบันวิทยาศาสตร์ และเทคโนโลยีได้พัฒนา supercapacitor กับตัวเก็บประจุ nanoscale 10 ล้านต่อตารางเซนติเมตร ให้มันมากกว่า 250 ครั้งผิวพื้นที่กว่าของตัวเก็บประจุปกติขนาดเทียบเคียง Supercapacitor นาโนจะได้รับการพัฒนาเป็นส่วนหนึ่งของระบบไฮบริตัวเก็บประจุแบตเตอรี่สำหรับรถยนต์ไฟฟ้าเป็นหลักแบตเตอรี่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน เก็บพลังงานขนาดใหญ่ แต่มีปัญหาเพิ่มเติมกับไฟสูงหรือก้าวอย่างรวดเร็ว ตัวเก็บประจุ คง สามารถคิด หรือออกในอัตราสูงมาก Supercapacitors อยู่มีแน่นพลังงานประมาณ 1/10 ที่แบตเตอรีธรรมดา แต่ความหนาแน่นของพลังงานโดยทั่วไปเป็นสิบถึงร้อยเท่ากับดีอุปกรณ์ใหม่ของทีมวิจัย แมริแลนด์/KAIST เป็น nanocapacitors สถิตที่เพิ่มเก็บพลังงานความหนาแน่นของอุปกรณ์ดังกล่าว โดยตัว 100 ของอุปกรณ์ที่ใช้ได้ในเชิงพาณิชย์โดยไม่สูญเสียพลังงานสูงที่พวกเขานำเสนอประเพณี characteristically ปัจจุบัน supercapacitors พาณิชย์ตั้งแต่ 0.5 ถึง 30 Wh/กิโลกรัม ในขณะที่การวิจัยในขั้นเริ่มต้น ถ้าพวกเขามาถึงนักร้องเพิ่ม 100 ที่จะส่งผลใน Wh 3000 กก. สำหรับการเปรียบเทียบ lead-กรดแบตเตอรี่ทั่วไปปกติ 30 40 Wh/kg และลิเทียมไอออนที่ทันสมัย จำประมาณ 160 กิโลกรัม ในการใช้งานรถยนต์ น้ำมันเบนซินประกอบด้วยราคาประมาณ 12000 wh/kg ที่ทำงานที่ประสิทธิภาพถังล้อ 15% ให้มีความหนาแน่นพลังงานประสิทธิภาพของ Wh 1800 กิโลกรัมใช้เทคนิคการผลิตอะตอมกระบวนการที่เริ่มต้น ด้วยแผ่นฟอยล์อลูมิเนียมที่เป็นเครื่องแบบมาย nanopores ลที่อย่างสม่ำเสมอทั่วพื้นผิวของ แต่ละ nanopore ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง และสูง สุด 30 คัลไมโครมิเตอร์แบบที่ลึก 50 nanometers แซนวิไทเทเนียม nitride โลหะ (ดีบุก) โดยมีชั้นฉนวนสองชั้นถัดไป จะฝากใช้อะตอมชั้นสะสมในรูขุมขนด้วยอลูมิเนียมอีกชั้น สองชั้นฟอยล์ภายนอกทำหน้าที่เป็นผู้ติดต่อการไฟฟ้านักวิจัยได้ทำต้นแบบ ด้วยอาร์เรย์ทั้ง 125 ไมโครมิเตอร์ มี nanocapacitors หนึ่งล้าน มีหลายขนาดขึ้นปัญหาพวกเขาต้องการให้พื้นที่ขนาดใหญ่ที่ประกอบด้วยพัน nanocapacitors เก็บพลังงานขนาดใหญ่ และพวกเขาจะต้องแน่ใจว่า พวกเขาได้อย่างมีประสิทธิภาพสามารถเชื่อมอาร์เรย์หลายอื่น ทีมงานจะยังคงตัดสินใจวิธีส่วนการเงินนี้ ระบบไฮบริตัวเก็บประจุแบตเตอรี่สำหรับรถยนต์ไฟฟ้าจะประกอบด้วยแผงเก็บพลังงานหลายซ้อนกันภายในรถยนต์แบตเตอรี่ระบบ ยังสามารถรวมการติดตั้งการเก็บพลังงานในแผงเซลล์แสงอาทิตย์ และแผงแบนแสดงมากที่สุดในอุปกรณ์แบบพกพา

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

23 มีนาคม 2009 จะได้รับเป็นสัปดาห์ที่ยิ่งใหญ่สำหรับข่าวเกี่ยวกับความก้าวหน้าในเทคโนโลยีการจัดเก็บพลังงาน เราเพิ่งรายงานการวิจัยใหม่ที่ทำให้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนดำเนินการมากขึ้นเช่น supercapacitor ตอนนี้เราสามารถรายงานการวิจัยเกี่ยวกับ supercapacitor ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นเช่นแบตเตอรี่ได้ นักวิจัยที่มหาวิทยาลัยแมรี่แลนด์และเกาหลีแล้วสถาบันวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีได้พัฒนา supercapacitor กับ 10 พันล้านตัวเก็บประจุนาโนต่อตารางเซนติเมตรให้มัน 250 ครั้งพื้นที่ผิวมากกว่าที่ตัวเก็บประจุแบบเดิมที่มีขนาดเทียบเคียง ระบบนาโน supercapacitor ได้รับการพัฒนาเป็นหลักเป็นส่วนหนึ่งของไฮบริดตัวเก็บประจุแบตเตอรี่สำหรับรถยนต์ไฟฟ้า. แบตเตอรี่โดยเฉพาะลิเธียมไอออนเก็บพลังงานจำนวนมาก แต่มีความยากลำบากมากขึ้นด้วยพลังงานที่สูงหรือเติมเงินได้อย่างรวดเร็ว ตัวเก็บประจุในมืออื่น ๆ ที่สามารถเรียกเก็บเงินหรือออกจากโรงพยาบาลในอัตราที่สูงมาก ซุปเปอร์ที่มีอยู่มีความหนาแน่นพลังงานประมาณ 1 / 10th ของแบตเตอรี่ธรรมดา แต่ความหนาแน่นของพลังงานของพวกเขาโดยทั่วไป 00:50-ร้อยครั้งยิ่งใหญ่แมรี่แลนด์/ ทีมวิจัย KAIST อุปกรณ์ใหม่ nanocapacitors ไฟฟ้าสถิตซึ่งเพิ่มความหนาแน่นของการจัดเก็บพลังงานของอุปกรณ์ดังกล่าว โดยปัจจัยจาก 100 ในช่วงของอุปกรณ์ที่ใช้ในเชิงพาณิชย์โดยไม่ต้องเสียสละอำนาจสูงที่พวกเขาเสนอพิเศษแบบดั้งเดิม ช่วง supercapacitors พาณิชย์ปัจจุบัน 0.5-30 Wh / กก. ในขณะที่การวิจัยอยู่ในขั้นตอนแรกถ้าพวกเขามาถึงการเรียกร้องของพวกเขาจาก 100 เพิ่มขึ้นที่จะมีผลใน 3,000 Wh / kg สำหรับการเปรียบเทียบแบตเตอรี่ตะกั่วกรดธรรมดาเป็นปกติ 30-40 Wh / กิโลกรัมและแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่ทันสมัยประมาณ 160 Wh / kg ในรถยนต์เบนซินการใช้งานที่มีประมาณ 12,000 WH / กก. ซึ่งทำงานที่ 15% มีประสิทธิภาพรถถังที่จะล้อให้ความหนาแน่นของพลังงานที่มีประสิทธิภาพของ 1800 Wh / กก. โดยใช้เทคนิคการผลิตปรมาณูกระบวนการเริ่มต้นด้วยแผ่นอลูมิเนียมที่มีเนียมในรูปแบบ อาร์เรย์เว้นระยะอย่างสม่ำเสมอจาก nanopores ทั่วพื้นผิวของมัน แต่ละ nanopore มีขนาดเล็กเป็น 50 นาโนเมตรและมีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางถึง 30 ไมโครเมตรลึก ถัดไปแซนวิชสองชั้นของไทเทเนียมไนไตรด์ (TiN) โลหะแยกจากกันโดยชั้นฉนวนกันความร้อนจะฝากโดยใช้การสะสมชั้นอะตอมเข้าไปในรูขุมขนราดด้วยชั้นของอลูมิเนียมอีก สองชั้นฟอยล์ด้านนอกทำหน้าที่เป็นผู้ติดต่อของไฟฟ้า. นักวิจัยได้ทำต้นแบบกับอาร์เรย์ 125 ไมโครเมตรกว้างแต่ละที่มีหนึ่งล้าน nanocapacitors มีปัญหาระดับขึ้นมากที่สุดเท่าที่พวกเขาต้องการที่จะทำให้พื้นที่ขนาดใหญ่ที่มีมูลค่าหลายพันล้าน nanocapacitors ในการจัดเก็บพลังงานจำนวนมากและพวกเขามีเพื่อให้แน่ใจว่าพวกเขาได้อย่างมีประสิทธิภาพสามารถเชื่อมต่ออาร์เรย์หลายกับอีกคนหนึ่ง ทีมงานยังคงตัดสินใจเลือกวิธีที่ดีที่สุดเพื่อการค้านี้ ระบบประจุแบตเตอรี่ไฮบริดสำหรับรถยนต์ไฟฟ้าจะมีหลายแผงการจัดเก็บพลังงานเรียงซ้อนกันอยู่ภายในระบบแบตเตอรี่รถ แผงการจัดเก็บพลังงานนอกจากนี้ยังสามารถนำมารวมเข้ากับแผงเซลล์แสงอาทิตย์และจอแบนที่เห็นในอุปกรณ์พกพามากที่สุด

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

มีนาคม 23 , 2009 มันเป็นสัปดาห์ที่ยิ่งใหญ่สำหรับข่าวความก้าวหน้าในเทคโนโลยีการจัดเก็บพลังงาน เราเพิ่งรายงานในงานวิจัยใหม่ที่ทำให้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแสดงเหมือนซูเปอร์คาปาซิเตอร์ ตอนนี้เราสามารถรายงานวิจัยบนซูเปอร์คาปาซิเตอร์ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นเช่นแบตเตอรี่นักวิจัยที่มหาวิทยาลัยแมรี่แลนด์และ Korea Advanced Institute of Science and Technology ได้พัฒนาซูเปอร์คาปาซิเตอร์ 10 พันล้าน nanoscale ตัวเก็บประจุต่อตารางเซนติเมตร ให้พื้นที่ผิว 250 ครั้งยิ่งใหญ่กว่าของตัวเก็บประจุแบบขนาดเทียบเท่านาโนซูเปอร์คาปาซิเตอร์จะถูกพัฒนาเป็นหลักเป็นส่วนหนึ่งของระบบประจุแบตเตอรี่ไฮบริดรถยนต์ไฟฟ้า แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน

โดยเฉพาะ ร้านค้าจำนวนมากของพลังงาน แต่มีปัญหากับไฟสูง หรือ ชาร์จเร็ว ตัวเก็บประจุบนมืออื่น ๆที่สามารถเรียกเก็บหรือปล่อยในอัตราที่สูงมากซุปเปอร์คาปาซิเตอร์ที่มีอยู่มีพลังงานความหนาแน่นประมาณ 1 / 10 ของแบตเตอรี่ธรรมดา แต่ความหนาแน่นของพลังงานโดยทั่วไปเป็นสิบเป็นร้อยครั้งดี

ที่มลรัฐแมริแลนด์ / ณ ทีมวิจัยของอุปกรณ์ใหม่ nanocapacitors ไฟฟ้าสถิตซึ่งเพิ่มกระเป๋าความหนาแน่นพลังงานของอุปกรณ์ดังกล่าวโดยปัจจัยที่ 100 กว่าที่ อุปกรณ์พร้อมใช้งานในเชิงพาณิชย์ โดยไม่มีการเสียสละพลังสูงที่พวกเขาเสนอผ้าลักษณะ . ช่วงซุปเปอร์คาปาซิเตอร์พาณิชย์ในปัจจุบันจาก 0.5 ถึง 30 ก. / กก. ในขณะที่การวิจัยในระยะแรกถ้าพวกเขาถึงข้อเรียกร้องของพวกเขาของ 100 เพิ่ม ซึ่งจะส่งผลให้ 3000 ก. / กก. สำหรับการเปรียบเทียบแบบตะกั่วกรดแบตเตอรี่ปกติคือ 30 ถึง 40 ก. / กก. และแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่ทันสมัยเกี่ยวกับ 160 ก. / กก. ใช้ในรถยนต์เบนซินที่มีรอบ 12 , 000 WH / กก. ซึ่งทำงานที่ 15% ถังประสิทธิภาพล้อให้ความหนาแน่นของพลังงานที่มีประสิทธิภาพของ 1800 ก. / กก.

การใช้เทคนิคการผลิตของกระบวนการเริ่มต้นด้วยแผ่นอลูมิเนียมที่เป็นวัสดุในรูปแบบอย่างสม่ำเสมอเว้นระยะเรย์ของ nanopores ผ่านพื้นผิวของมัน . แต่ละ nanopore ขนาดเล็ก 50 นาโนเมตร เส้นผ่าศูนย์กลางถึง 30 ไมโครมิเตอร์วัดลึกหน้าแซนวิช 2 ชั้นของไทเทเนียมไนไตรด์ ( ดีบุก ) โลหะโดยแยกชั้นฉนวนจะฝากการสะสมชั้นอะตอมในรูราดด้วยชั้นของอลูมิเนียมฟอยล์อีก 2 ชั้น ชั้นนอกเป็นฟอยล์ติดต่อไฟฟ้า

นักวิจัยได้สร้างต้นแบบด้วย 125 ไมโครเมตร กว้างอาร์เรย์แต่ละที่มีหนึ่งล้าน nanocapacitors .มีปัญหาระดับมากที่สุดเท่าที่พวกเขาต้องการให้พื้นที่ขนาดใหญ่ที่ประกอบด้วยพันล้าน nanocapacitors จัดเก็บจำนวนมากของพลังงานและพวกเขามีเพื่อให้แน่ใจว่าพวกเขามีประสิทธิภาพสามารถเชื่อมต่อหลายอาร์เรย์อีก ทีมยังคงตัดสินใจวิธีที่ดีที่สุดเพื่อเชิงพาณิชย์นี้การประจุแบตเตอรี่ไฮบริดระบบสำหรับรถยนต์ไฟฟ้าจะประกอบด้วยหลายแผ่นซ้อนกันภายในระบบการเก็บรักษาพลังงานแบตเตอรี่รถ พลังงานกระเป๋าแผงอาจจะรวมอยู่ในแผงเซลล์แสงอาทิตย์ และแผงแบนแสดงให้เห็นในอุปกรณ์พกพามากที่สุด