石墨烯電池未至 車用超級(jí)電容電池/熱電技術(shù)崛起

    鋰電世界  來(lái)自英國(guó)劍橋的科技產(chǎn)業(yè)顧問(wèn)機(jī)構(gòu) IDTechEx 董事長(zhǎng)Peter Harrop表示，有一種新型態(tài)的電力儲(chǔ)存裝置，結(jié)合了超級(jí)電容(supercapacitor)與鋰離子電池的優(yōu)勢(shì)，并能藉由汽車引擎的熱能來(lái)充電，將是未來(lái)包括工業(yè)用卡車、軍用車輛等交通工具動(dòng)力來(lái)源的理想選擇。

　“這種超級(jí)電容電池(supercabatteries)具備電池與超級(jí)電容的特性，通常介于兩者之間；該蓄電裝置有以鉛酸(lead-acid)電池或鎳(nickel)電池為基礎(chǔ)的版本，而市場(chǎng)主要關(guān)注的是采用鋰離子電極以及超級(jí)電容電極的類型；”Harrop指出：“那些非對(duì)稱(asymmetric)電化學(xué)雙層電容器(electrochemical double layer capacitor，EDLC)也被稱為鋰離子電容，因?yàn)榫邆涑浞烹娝俣容^快以及其他較優(yōu)異的特性，有取代車用鋰離子電池與超級(jí)電容的潛力。”

　Harrop表示，超級(jí)電容電池正獲得全球各家前瞻汽車制造商的青睞，包括BMW、Ford、Komatsu以及日本官方研究機(jī)構(gòu)AIST。

    而Harrop也認(rèn)為，可轉(zhuǎn)換為能量、否則將以發(fā)熱形式流失的熱電(thermoelectrics)，將會(huì)在未來(lái)成為應(yīng)用于各種車輛以及其他領(lǐng)域的常見(jiàn)技術(shù)：“熱電裝置將會(huì)在2025年成為一個(gè)規(guī)模達(dá)10億美元的獨(dú)立市場(chǎng)，包括汽車應(yīng)用在內(nèi)。”

　截至目前為止，熱電技術(shù)很少有成功的案例，僅有一些罕見(jiàn)的創(chuàng)新應(yīng)用。例如EnOcean Alliance曾利用附著于散熱器(radiator)的熱電裝置產(chǎn)生微小UHF脈沖，以執(zhí)行無(wú)線大樓控制；Schneider Electric則利用熱電裝置為無(wú)線感測(cè)器供電，在銅電線過(guò)熱時(shí)就會(huì)觸發(fā)警報(bào)。

熱電材料能將廢氣或馬達(dá)的散熱轉(zhuǎn)換為能量，為超級(jí)電容電池充電

    熱電材料能將廢氣或馬達(dá)的散熱轉(zhuǎn)換為能量，為超級(jí)電容電池充電

　不過(guò)至今熱電裝置進(jìn)軍汽車應(yīng)用卻都沒(méi)有成功；例如BMW研究了20年，也只能實(shí)現(xiàn)約十分之一、也就是3%左右的熱電轉(zhuǎn)換率理論最大值。2014年，日本大型工程車制造商Komatsu KELK則證明，其熱電轉(zhuǎn)換創(chuàng)新技術(shù)能回收1.5KW的能量、將熱電轉(zhuǎn)換效率提升至7.5%左右。IDTechExj預(yù)測(cè)，熱電能量采集方法將在2018年大量運(yùn)用于巴士及混合動(dòng)力車輛中；而各種大型車輛將首先受惠于這種技術(shù)，因?yàn)樗鼈儺a(chǎn)生的熱足夠讓熱電技術(shù)實(shí)用化。

　IDTechEx也預(yù)測(cè)，超級(jí)電容電池到2020年將會(huì)成為所有混合動(dòng)力車輛的常見(jiàn)配備，而搭配熱電能量采集裝置能進(jìn)一步擴(kuò)展其市場(chǎng)版圖，催生更小型的超級(jí)電容電池。例如美軍預(yù)測(cè)到2020年，將可藉由這類裝置的運(yùn)用減少70%的能源消耗。

　IDTechEx則預(yù)測(cè)，到2025年全球?qū)⒂?00萬(wàn)混合動(dòng)力車輛使用熱電技術(shù)；此外到2030年混合動(dòng)力車輛的銷售量將持續(xù)超越純電動(dòng)車，原因是純電動(dòng)車無(wú)法產(chǎn)生足夠的熱能，讓那時(shí)候的先進(jìn)熱電材料利用。而在2030年，銷售量將持續(xù)超越混合動(dòng)力與電動(dòng)車的傳統(tǒng)汽油動(dòng)力車輛，也將受惠于熱電技術(shù)，為暖氣、通風(fēng)馬達(dá)(ventilation motors)以及其他電動(dòng)配件。