Могат ли суперкондензатори да заменят батериите в електромобилите?

Когато Lamborghini се захване да прави хибрид, можете да сте сигури, че той няма да е просто по-мощна версия на Toyota Prius.
Sian, дебютната крачка на италианската компания към електрификацията, е първият серийно произвеждан хибриден автомобил (доколкото 63 бройки е "серийно"), който използва суперкондензатори вместо литиево-йонни батерии.

Lamborghini Sian на автосалона във Франкфурт миналата есен. Снимка КОЛЕЛА

Много физици и инженери вярват, че тъкмо в тях, а не в литиево-йонните акумулатори, е разковничето за масовата електрическа мобилност.

Sian използва такива суперкондензатори, или свръхкондензатори, за да съхранява електрическа енергия и при нужда да я отдава към малкия си електромотор.

Дори и сравнени с най-напредничавите батерии, свръхкондензаторите се зареждат и отдават енергията доста по-бързо. Освен това могат да понесат значително повече цикли на зареждане и разреждане, без да загубят капацитет.

В случая със Sian суперкондензаторите захранват един електромотор с мощност 25 киловата, който е вграден в скоростната кутия. Той може или да осигурява допълнителен тласък за 6.5-литровия V12 със 785 конски сили мощност, или пък съвсем сам да задвижва спортната кола при маневри с ниска скорост, примерно при паркиране.
 

Бъдещото Lamborghini Terzo Millenio може да е първият електромобил в историята, захранван от суперкондензатори, вместо от батерии

Понеже зареждането става изключително бързо, този хибрид няма нужда да се включва в контакта или в зарядна станция. Суперкондензаторите се зареждат до максимум всеки път, когато колата спира. При хибридите с батерии също има рекуперация на спирачна енергия, но тя е бавна и само частично спомага за удължаване на електрическия пробег.

Свръхкондензаторът има още един много голям коз: теглото. Понеже отдава енергията по-бързо и ефикасно, за броени милисекунди (горе-долу със скоростта на светкавица за фотоапарат), той при относително малки размери постига ефекта, за който иначе са нужди големи батерии. При Lamborghini Sian цялата система - електромотор плюс кондензатор - прибавят към теглото на автомобила едва 34 килограма. Приносът им към мощността е 33.5 конски сили. За сравнение само батерията на Renault Zoe (със 136 конски сили мощност) тежи около 400 кг.

   
Разбира се, свръхкондензаторите имат и минуси в сравнение с батериите. Те доста по-зле съхраняват енергията във времето - ако Sian не е бил каран от седмица, в кондензатора няма да е останала никаква енергия. Но и за този проблем има възможни решения. В Lamborghini работят съвместно с Масачусетския технологичен институт (MIT) по създаването на чисто електрически модел, задвижван от свръхкондензатори - прословутия концепт Terzo Millenio (Трето хилядолетие).

В MIT, както и в няколко частни лаборатории, усилено се работи върху нови материали за суперкондензатори, които биха увеличили капацитета и понижили цената им

Впрочем Lamborghini, която е под шапката на концерна Volkswagen, съвсем не е единствената компания, която експериментира в тази област. Хибридните модели на Peugeot ползват суперкондензатори от години, както и моделите с водородни горивни клетки на Toyota и Honda. Китайски и корейски производители ги вграждат в електрически автобуси и камиони. А миналата година Tesla купи Maxwell Electronics, един от най-големите световни производители на свръхкондензатори - сигурен знак, че поне Илон Мъск вярва в тяхното бъдеще.

7 ключови факта, за да разберете суперкондензаторите:

4 от 7 | 7 ключови факта за суперкондензаторите

Как работят свръхкондензаторите
За разлика от обикновените кондензатори, тук няма диелектрик. Вместо това двете пластини са потопени в електролит и разделени от много тънък изолиращ слой. Капацитетът на суперкондензатора всъщност се увеличава с нарастването на площта на тези пластини, и с намаляването на разстоянието между тях. За да се повиши повърхността, в наши дни те се покриват с порести материали - примерно въглеродни нанотръбички (толкова миниатърни, че в 1 кв. см се събират 10 милиарда от тях). Разделителят може да е дебел само една молекула слой графен.
За да разберете разликата, най-добре си представете електричеството като вода - обикновеният кондензатор е като хартиена салфетка, която може да попие ограничено количество. Суперкондензаторът е по-скоро като кухненска гъба.