Революция «исчезающих батарей»: лесные суперконденсаторы обеспечат многолетнюю работу беспроводных датчиков
Суперконденсаторы на основе древесных материалов обещают заменить традиционные аккумуляторы в устройствах интернета вещей (IoT) и других беспроводных датчиках. Шведский стартап Ligna Energy разрабатывает технологию S-Power, которая, по мнению компании, способна решить проблему нерационального потребления батарей на фоне растущего спроса на датчики мониторинга окружающей среды, носимые устройства и другие конечные точки IoT.
В Ligna Energy полагают, что многим из этих устройств не требуется встроенное хранилище энергии, так как они потребляют минимальное количество энергии и могут функционировать в прерывистом режиме. Особую эффективность новая технология может показать в устройствах, способных самостоятельно собирать энергию из окружающей среды: от света, радиосигналов, вибраций и перепадов температур.
Флагманская модель Ligna – суперконденсатор S-Power 2S – обладает ёмкостью 1.2 Фарада, рабочим напряжением 2.7 Вольта, эквивалентным последовательным сопротивлением 0.5 Ома и выдерживает более 250 000 циклов зарядки. При этом его ультратонкий формат в виде пакета делает его идеальным для самых миниатюрных плат и датчиков.
Преимущества S-Power: долговечность и экономия
Рост числа устройств интернета вещей, таких как датчики окружающей среды, значительно увеличил спрос на традиционные батареи. В Ligna Energy заявляют, что новая технология S-Power не только компактна и подходит для мест, где обычные аккумуляторы были бы слишком громоздкими, но и обеспечивает гораздо более быструю зарядку и выдерживает значительно больше циклов.
Эта технология идеально подходит для устройств, рассчитанных на многолетнюю работу без обслуживания. По мнению Ligna, она позволит компаниям значительно сэкономить в долгосрочной перспективе. Если стоимость самого датчика может составлять несколько долларов, то вызов техника для замены батареи может обойтись в сотни долларов с учётом логистики, даже если сам элемент питания дёшев. При масштабном внедрении в коммунальных сетях, на производстве, в сельском хозяйстве, "умных" городах и других сферах экономия может быть колоссальной.
Как работают суперконденсаторы на древесном сырье
Ключевое отличие суперконденсаторов от обычных аккумуляторов заключается в способе хранения энергии: электростатическом, а не химическом. Это делает суперконденсаторы, такие как S-Power 2S, более эффективными для кратковременных, периодических импульсов питания, что приводит к значительно более медленной деградации и чрезвычайно долгому сроку службы.
Технология Ligna основана на использовании материалов, получаемых из лесного сырья, вместо таких металлов, как литий, кобальт и никель. Такой подход считается более устойчивым и менее токсичным для окружающей среды. Основным материалом является лигнин — древесный и растительный полимер, который, как утверждается, является вторым по распространённости природным полимером на Земле после целлюлозы и отвечает за прочность деревьев. Он также легко доступен в качестве побочного продукта таких отраслей, как целлюлозно-бумажное производство.
«Это обычный суперконденсатор с точки зрения электрических характеристик, но мы постарались оптимизировать набор материалов, чтобы убрать несколько вредных компонентов и предложить нашим клиентам другую альтернативу», — пояснил Йон Сёдерстрём, управляющий директор Ligna Energy.
Перспективы: интеграция с технологиями сбора энергии
Исследования в области технологий сбора энергии могут гармонично сочетаться с суперконденсаторами нового поколения, что позволит ещё больше сократить частоту зарядки или замены. Собирая энергию от внутреннего освещения, солнечного света, радиоволн, вибраций и теплообмена, постоянный приток энергии в суперконденсатор может значительно увеличить срок его службы.
Смотрите также:
Прорыв в атомной энергетике: новый реактор Antares достиг критичности http://stroybud.com/proryiv-v-atomnoy-energetike-novyiy-reaktor-antares-dostig-kritichnosti/.
Интересности на тему: Три дня до окончания приема заявок: технологические стартапы приглашают на Startup Battlefield 200
Классные советы в статье "Финансовый сектор ожидает всплеск активности автономных ИИ-агентов" здесь.
Сёдерстрём также отметил, что пять лет назад, когда он только пришел в Ligna, технологии сбора энергии ещё не были широко распространены в беспроводной электронике. Однако с тех пор эффективность световых преобразователей возросла до такой степени, что стало возможным полностью отказаться от батарей даже в условиях низкой освещённости.
Тем не менее, в Ligna призывают к существенной перестройке всей отрасли, подчеркивая, что каждый компонент должен быть оптимизирован для обеспечения минимально возможного тока покоя. Это, вероятно, приведёт к появлению новой категории продуктов в будущем, а не просто к интеграции суперконденсаторов в существующее оборудование. Компания стремится обеспечить своим ультратонким суперконденсаторам срок службы от 8 до 10 лет и движется к массовому производству, хотя и не обязательно по ценам «некоторых китайских конкурентов».
