Tek.no

Artikkel Snart lader du mobilen og PC-en din på 30 sekunder

Snart lader du mobilen eller PC-en din på 30 sekunder

Vi har kikket nærmere på superkondensatorer, en teknologi som er nærmere markedet enn du tror.

19 Nov 2014 18:00

Se for deg en verden hvor det bare tar noen få minutter å lade opp elbilen din. Og mobiltelefonen eller den bærbare PC-en din er fulladet på bare noen få sekunder. Dette er noe av det som kan bli mulig med superkondensatorer. Ikke bare kan superkondensatorer lades opp superraskt – de har også opptil ti års levetid, eller to til tre ganger levetiden til et vanlig lithium-ion-batteri.

Men dette er ikke bare vill fantasi og ønsketenkning. Vi kan allerede idag begynne å se eksempler på teknologien i bruk i produkter på markedet.

Litt som «lyn på en flaske»

Kondensator. Foto: Shutterstock

Teknologien bak superkondensatorer har eksistert i lengre tid.

En vanlig kondensator består av to strømførende plater adskilt av et dielektrisk materiale, som for eksempel glass eller porselen. Jo større overflate – jo mer energi kan lagres. Kondensatoren lagrer energi ved hjelp av statisk elektrisitet, samme type energi som oppstår når du for eksempel gnir en ballong i håret ditt.

I superkondensatorer brukes materialer som har mye mer overflate på mye mindre plass, som f.eks. grafén. Dermed kan man pakke mye mer lagringsplass inn på et mye mindre område.

«Superkondensatorer er litt som lyn på en flaske», uttalte Michael Sund, visepresident i Maxwell Technologies, en ledende leverandør av superkondensatorer, som selger tusenvis av superkondensatorer til Kinesiske busser.

Superkondensatorene har nemlig den egenskapen at de kan gi ut veldig mye kraft på kort tid. På grunn av måten energien er lagret på i superkondensatorer, så er også denne energien lettere tilgjengelig enn i batterier – slik at mye mer kraft kan frigis på en gang. Mye mer enn fra et vanlig batteri.

Denne måten å lagre energi på gjør også at superkondensatorer varer lengre. De har nemlig ikke de samme fysiske påkjenningene fra lading og utladning, som et batteri har.

Men, på tross av superkondensatorenes enorme kapasitet sett i forhold til vanlige kondensatorer, så ligger fortsatt superkondensatorene et stykke bak batteriet når det kommer til lagringskapasitet. Og prisen er fremdeles veldig høy sammenlignet med batterier, noe som er enda en grunn til at superkondensatorer fortsatt ikke har tatt helt av. Fortsatt er lagringskapasiteten per kilo mye mindre enn vanlige batterier.

Lades opp når du bremser

Toyota TS040 hybridbil med superkondensatorer.Foto: Shutterstock

Det som er veldig interessant med superkondensatorer er blant annet den ekstremt korte ladetiden som kreves, sammenlignet med batterier. Dette gjør det mulig at vi på sikt kan få elbiler som lades opp på bare noen få minutter.

Men dette gjør det også mulig å lade opp bilen ved hjelp av den kinetiske energien som oppstår når bilen din bremser – noe et vanlig batteri ikke har mulighet til å gjøre.

The Goodwood Festival of Speed i England i juni, ble dette demonstrert sammen med «lyn på flaske» effekten til superkondensatorene. Her var hybridbilen Toyota TS040 utstyrt med superkondensatorer koblet til to elektromotorer – noe som ga bilen en turbo-boost på 480 ekstra hestekrefter, på toppen av de 520 hestekreftene fra hovedmotoren. Når bilen bremset, ble superkondensatorene ladet opp igjen.

Lader opp en smarttelefon på 30 sekunder

Men det er ikke bare i elbiler det er interessant med rask oppladningstid. Hvem kunne vel ikke ønske seg en bærbar PC eller en mobiltelefon som lades opp på sekunder?

Dette er noe det Israelske teknologiselskapet StoreDot jobber med. Og i april i år, la de ut en video av teknologien hvor de demonstrerte nettopp dette. I videoen viser de hvordan de lader opp en Samsung-telefon på under 30 sekunder.

Foreløpig er superkondensatorene noe større enn de batteriene vi er vant til. Men ifølge selskapet selv, vil de innen ett år ha utviklet superkondensatorer som passer inn i smarttelefoner. Og de regner med å oppnå samme størrelse og kapasitet som vanlig batterier i løpet av tre år.

Pris og kapasitet er fortsatt en utfordring

Hvis superkondensatorene er så fantastiske, hvorfor bytter vi da ikke ut batteriene med superkondensatorer med en gang? Hovedutfordringen til superkondensatoren er pris og kapasitet. Lagringskapasitet per kilo er lav i forhold til batterier. Og pris per energienhet er høy.

Men lagringskapasiteten til superkondensatorer øker raskt. Ifølge Franco Gonzalez, forfatter av en nylig utgitt rapport fra IDTechEx, har teknologien i det siste nådd 30-40 prosent av kapasiteten man får til med lithium-ion batterier.

Grafén er stoffet som har blitt sett på som svært interessant når det kommer til det å produsere superkondensatorer med høy kapasitet. Selv om prisen for å produsere grafén av god kvalitet er relativt høy, skjer det også fremskritt på denne fronten. I fjor viste en student og en professor ved Unversitetet i California, Los Angeles, at det var mulig å lage superkondensatorer av grafén ved hjelp av en vanlig DVD-brenner.

Reduserte drivstoffkostnader

I de siste årene har teknologien gjort enorme fremskritt, men fortsatt er det en del som gjenstår før superkondensatorer kan brukes til å drive for eksempel en bil helt på egenhånd. Selv om teknologien ikke er klar til å erstatte batteriene i biler helt ennå, så er vi allerede på et sted i dag hvor dette kan brukes i kjøretøy.

Ved å lade opp superkondensatorer fra den kinetiske energien som oppstår når kjøretøyet bremser, tilgjengeliggjør man ekstra kraft som kan brukes til start av motoren eller når det trengs rask akselerasjon. På denne måten kan teknologien brukes til å erstatte batterier i hybrid-biler, redusere motorstørrelsen eller redusere antall batterier i elektriske biler.

Og dette er Maxwell Technologies allerede igang med. Ifølge selskapet, er det over en million Peugot Citröen-biler på veiene med denne teknologien så langt.

Busser i Kina kjører med superkondensatorer

Buss i Shanghai.Foto: Shutterstock

Idag er bruken av superkondensatorer ekstremt liten i forhold til batterier. Men vi kan allerede se eksempler på inntoget av superkondensatorer i samfunnet. Blant annet har de helt siden 2005, eksperimentert med busser som bruker superkondensatorer i Shanghai, Kina.

Her lades superkondensatorene opp når bussen bremser. På holdeplassene har de også installert spesielle ladestasjoner, som gir en ekstra energioppladning til superkondensatorene. Motoren stanses på holdeplassen for å spare energi – og når bussen skal kjøre videre, brukes energien i superkondensatoren til å starte opp motoren igjen.

Sinautec Automobile Tehnologies – et av selskapene som er ansvarlig for testingen – anslår at en buss med denne teknologien bare bruker en tiendel av energikostnadene, og vil spare inn $200 000 dollar i drivstoffkostnader i løpet av sin levetid, sammenlignet med en vanlig dieseldrevet buss.

Blåtannhøyttalere lades opp på 5 minutter

Ofte når vi skriver om revolusjonerende ny teknologi, så er det en stund igjen til «mannen i gata» får nyte godt av dette. Men superkondensatorer er faktisk allerede tilgjengelig i produkter på markedet.

Ifjor lanserte nemlig selskapet Blueshift en crowdfunding-kampanje på en trådløs bluetooth-høyttaler, som bruker superkondensatorer som strømkilde. Ifølge selskapet tar det bare 5 minutter å lade opp høyttalerne for å gi de en brukstid på mer enn 4 timer.

I år lanserte de igjen en ny crowdfundingkampanje, som akkurat har blitt fullfinansiert. Høyttalerne vil koste fra 450 amerikanske dollar for monoversjonen til 600 dollar for stereoversjonen.

Ifølge selskapet selv, skal superkondensatorene selv etter 10 år fortsatt ha 80 prosent av full kapasitet, noe som neppe mange batteridrevne enheter har mulighet til å skryte på seg. Og – det skal være fullt mulig å bytte ut superkondensatorene dersom de begynner å svikte.

Superkondensatorer vil revolusjonere elbil-industrien

Utfordringene med pris og kapasitet holder oss fortsatt tilbake fra å kunne utnytte teknologien til sitt fulle. Men flere fremskritt har blitt gjort i det siste. I tillegg har man begynt å kommersialisere teknologien, slik at det ikke bare er i forskningslaboratoriene at teknologien brukes.

Utviklingen av superkondensatorer går raskt fremover, og det gjøres mange fremskritt. Batteriteknologien går også fremover, men ikke med samme hastighet, ifølge Gonzalez. Elon Musk, gründeren bak Tesla Motors, har tidligere uttalt at han tror det er superkondensatorer, og ikke batterier, som kommer til å revolusjonere elbil-industrien.

Noe som er spennende for oss nordmenn, er at mange peker på grafén som det stoffet som er mest lovende for utviklingen av fremtidens superkondensatoren – for Norge er nemlig helt i front innenfor grafénforskning.

(Kilder: The Economist, Diva-portal.org, Maxwell.com, Wikipedia (1), Wikipedia (2), Techcrunch, Batteryuniversity.com, UCLA, Gizmag, Forbes)

Les også
Slik tar du best vare på batteriene dine
Les også
Dette batteriet gjør gamle røykvarslere smarte
Les også
Googles førerløse bil er ferdig
Les også
Nå vil Tesla la deg bytte hele batteriet fremfor å lade bilen her
Les også
Din neste bilrute kan bli motstandsdyktig mot regn
Les også
Dette batteriet kan lades superraskt
Les også
250 år siden batteriet ble oppfunnet: Telefonen din holder ikke engang en hel dag
Les også
Derfor er supermaterialet grafén så lovende
Les også
Mirakelmaterialet grafén vil føre til revolusjoner innen teknologi
Les også
Denne kan gi mobilen 20 sekunders ladetid
Les også
Dette superbatteriet lades opp på få minutter
annonse

Les også