Süper Kapasitörler: Geçmiş, Günümüz ve Gelecek

Merhabalar, Bu yazımızda süper kapasitörlerin Geçmiş, günümüz ve gelecekteki konumları ve özelliklerinden detaylıca bahsedeceğiz. Öncelikle Süper Kapasitörler hakkında yeterli bilgiye sahip değilseniz, “Süper Kapasitör Nedir” başlıklı yazımızı okumanızı tavsiye ederiz. Keyifli okumalar…

süper kapasitörler

Süper Kapasitörler: Geçmiş, Günümüz ve Gelecek

Güç elektroniği endüstrisi yükselen bir spiral üzerinde artmaya devam etmektedir ve elektrifikasyon eğilimi daha geniş bir endüstriyel alana yayılmaktadır. Yüksek teknoloji ürünleri güç elektroniği cihazlarının gereksinimini arttırdığından, sektör herhangi bir azalma belirtisi göstermeden yükselmeye devam etmektedir. Son yıllarda, daha hızlı depolama, verimli güç yönetimi ve enerji optimizasyonu gerekliliği ile tetiklenen gelişmiş elektrik depolama çözümlerine duyulan ihtiyaçta belirgin bir artış olmuştur.

Güç elektroniği endüstrisinin uygulamaya yönelik yapısı, kapasitörler gibi elektrik depolama çözümlerinin geliştirilmesinde önemli bir rol oynamıştır. Kapasitörlerin şarj edilmesindeki göreceli zaman etkinliği, çok sayıda güç depolama cihazında uygulanmasına yol açmaktadır. Bununla birlikte, kapasitörlerin elektrik depolama kapasitesinde gelişme potansiyeli artmaktadır. Bu da süper kapasitörlerin gelişmesine yol açmıştır. Süper kapasitörler ayrıca ultra kapasitörler veya elektrokimyasal kapasitörler (EC’ler) olarak da bilinir.

Süper Kapasitörlerin Ortaya Çıkması

Endüstriyel gelişmeler elektrifikasyon trendi etrafında dönmeye başladığında, süperkapasitör tasarımlarındaki yenilikler hız kazanmıştır. General Electric dahil olmak üzere küresel devler, süper kapasitörler için artan talebin farkına vardılar.  Bu firmalar anahtar elektrifikasyon etkinleştiricisi olarak artan talebe yatırım yapmak amacıyla süper kapasitörlerdeki tasarım geliştirmelerine yönelik deneyler yaptılar. NEC Şirketi, ticari olarak süper kapasitörleri dünyaya tanıtan ilk birkaç şirket arasındaydı.

Süper iletkenlerin daha verimli bir enerji depolama çözümü olarak ortaya çıkmasından sonra, EC teknolojisinin popülaritesi anında arttı. Süper kapasitörlerin tasarımları, ilk ticari lansmanlarından bu yana birkaç kuşaktan beri hızlıca olumlu yönde ilerledi. Güç elektroniği endüstrisindeki araştırma kuruluşları ve lider şirketler, süper kapasitörlerin maliyet verimliliğini ve performansını daha da artırmak için üretim yöntemleri ve malzemeleri etrafında yenilik yapmaya odaklanıyor.

Yenilikçi Üretim Prosedürleri

Süper kapasitörlerin mükemmel operasyonel özelliklerine rağmen, üreticiler hala yüksek üretim maliyetlerini kontrol etmek ve süper kapasitörlerin enerji depolama kapasitesini pillere kıyasla daha yüksek tutmakta zorlanıyorlar. Ayrıca, dayanıklılıkla ilgili endişeler süper kapasitörlerin endüstriyel uygulamalarda benimsenmesini bir dereceye kadar kısıtlamaktadır. Bu endişelere cevap olarak, süper kapasitör imalat şirketleri, süper kapasitörlerin daha üstün bir versiyonunu tasarlamak için araştırma ve geliştirmeye (AR-GE) yoğun bir şekilde yatırım yapıyorlar.

Son beş yılda süper kapasitör piyasasını şekillendiren araştırmaya dayalı yeniliklerden bazıları;

Şubat 2013’te, California Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, LightScribe DVD yazıcı kullanarak mikro ölçekli süper kapasitörler üretmek için çığır açan ve uygun maliyetli bir üretim yöntemi keşfetti. Bu mikro süper kapasitörler, bir atom kalınlığında bir grafit karbon tabakasından oluşuyor ve minyatür elektronik cihazlara kolayca entegre edilebilir. Yeni fabrikasyon tekniği ile birlikte iki boyutlu bir grafen tabakası kullanılması ile araştırmacılar üretim maliyetlerini büyük ölçüde düşürebilir.

Temmuz 2013’te Ulsan Ulusal Bilim ve Teknoloji Enstitüsü’nden (UNIST) araştırmacılar, süper kapasitörlerin üretiminde kullanılabilecek 3 boyutlu mezopojen grafen nano topunu (MGB) üretmek için yenilikçi bir yöntem geliştirdiler. Araştırmacılar, gözenekli grafen özelliklerinin, elektrikli araçlardaki uygulamalarının kapsamını genişleterek, süper kapasitörlerin ölçeklenebilirliğini, kalitesini ve maliyet verimliliğini artıracağını öngördüler.

Ağustos 2014’te, Avustralya’daki Monash Üniversitesi’ndeki mühendisler, enerji yoğunluğunu ticari cihazlardan 10 kat daha fazla artırmak için süper kapasitörler içinde grafen üretme yönteminin yeni bir yöntemini geliştirdi. Mühendisler, geleneksel kâğıt üretim yöntemine benzer bir işlemle makroskopik bir grafen malzemesi yarattılar. Ayrıca, grafen içindeki çözelti bazlı kimyasal – grafit oksidi azaltarak mühendislerin, grafen ve 10x enerji yoğunluğundaki süper kapasitörlerin ticarileştirilmesi için yeni yollar açabileceğini doğruladılar.

Güney Kore’deki bir araştırmacı grubu, Ağustos 2014’te süper kapasitör elektrotları için alışılmadık derecede yenilikçi ancak son derece uygun bir alternatif malzeme keşfetti. Süper kapasitörlerde mevcut karbondan daha fazla elektrik enerjisi depolamak için kullanılmış sigara filtrelerini kullanmak için bir yöntem geliştirdiler.

süper kapasitörler

Süper Kapasitör Malzeme Gelişimi

Yüksek performanslı malzemelerin geliştirilmesi, süper kapasitör üreticileri arasında daha fazla hissedilirlik kazandı. Grafen, süper kapasitörler için uygun malzemelerden biri olmasına rağmen, devam eden araştırma faaliyetleri, süper kapasitör pazarının manzarasında önemli dönüşümlere yol açtı.

 * Amsterdam Üniversitesi Van’t Hoff Moleküler Bilimler Enstitüsü’nden bir grup kimyager, yakıt hücreleri projesi için deneyler yaparken süper kapasitör için yeni bir materyal icat etti. Araştırmacılar, çok gözenekli süper kapasitör malzemesinin düşük maliyetli, hafif ve toksik olmadığını, elektronik ve enerji depolama aygıtları gibi süper kapasitörlerin potansiyel ticari uygulamalarında kullanılabileceğini buldu.

 * UC Santa Cruz ve Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı’ndaki (LLNL) bir başka bilim adamı grubu, süper kapasitörlerin güç yoğunlukları ve kapasitans depolama gibi özelliklerini geliştirmek için ultra hızlı 3D baskı grafeni kullandı.

 * Georgia Tech ve Kore Üniversitesi’nden mühendisler tarafından katlanabilir bir süperkapasitör geliştirildi. Ürün esnek olduğu için giyilebilir elektronik ürünlerde daha uzun süre daha fazla enerji depolayabilecek sıradan bir kağıttan yapılmıştır.

Dünyanın dört bir yanındaki bilim adamları, mühendisler ve araştırmacılar, güç kaybını önlemek için süper kapasitörlerin güç yoğunluğunu ve enerji yoğunluğunu dengelemeye odaklanıyor.

Süper kapasitör imalatında kullanılan malzemelerdeki son gelişmeler ve yenilikler çoğunlukla kendiliğinden boşalma veya kısa devre olasılığını azaltmaya odaklanmaktadır.

Süper Kapasitör Üreticileri için Anahtar Büyüme Potansiyel Alanı – Otomotiv Endüstrisi

Otomotiv sektörü, şu anda süper kapasitörler gibi yüksek kaliteli enerji depolama cihazlarının üreticileri için yüksek büyüme potansiyeli olan alandır. 2013 yılında süper kapasitörlerin otomotiv uygulamaları, süper kapasitörler pazarının gelir payının 1 / 5’inden azını oluşturuyordu. Ancak, otomotiv endüstrisindeki son gelişmelerle birlikte otomobiller, süper kapasitörlerin en önemli uygulamalarından biri haline gelmiştir.

Petrol endüstrisine bağımlılığı azaltmaya odaklanan otomotiv üreticileri ve katı çevresel düzenlemeler uygulayan yönetim organları ile, elektrikli taşıtlar için büyüme beklentilerinin umut verici olduğu öngörülüyor. Bu, süper kapasitör üreticilerinin hızla gelişen otomotiv endüstrisinde karlı fırsatları göze almasına neden oldu.

Elektrikli araçlar veya hibrit elektrikli araçlar için uygun süper kapasitörler geliştirmek, süper kapasitör üretim şirketlerinin en önemli iş stratejilerinden biri haline geldi. Öte yandan otomotiv üreticileri de, yüksek kaliteli enerji depolama sistemleri için en verimli elektrikli araçları piyasaya sürmeye çalışıyor.

süper kapasitörler

Sürekli gelişen otomotiv endüstrisi, süperkapasitör üreticileri için çok heyecan verici bir rekabet ortamı yarattı. Süper kapasitörlerin performansının artmasını isteyen birçok bilim adamı, önümüzdeki yıllarda süper kapasitörler pazarında çığır açan yeniliklere neden olabilir.

Elektronik ve Enerji  Beklentilerinde Süper Kapasitörlerin Rolü

Otomotiv ve ulaştırma endüstrisinin, önümüzdeki on yılda süperkapasitör pazarının gelir payının üçte birinden fazlasını oluşturması bekleniyor.

Güç elektroniği endüstrisindeki devam eden araştırma faaliyetleri ve gelişmeler, yakın gelecekte pillerin yerini alacak süper kapasitörler konusunda ipucu vermeye devam edecektir. Elektronik, enerji ve güç, askeri ve savunma ve havacılık gibi çeşitli endüstriyel sektörlerde artan süper kapasitör uygulamaları ile birlikte, süper kapasitörler için küresel pazarın 2028 yılına kadar 5,5 milyar ABD dolarını aşması bekleniyor. Süper kapasitör pazarının katlanarak büyümesi Araştırmacılar, üreticiler ve pazarda ki diğer paydaşlar için kazançlı bir kapı olarak görünüyor.

İnsan fırsatların gelmesini bekler, fırsatlar da insanın gelmesini…. Fırsatlar bekler, insanlar bekler, kazanan hep “MAZERET” olur.  Sevgili okurlarım…Beklemeyin, bekletmeyin…  Fırsatınızın peşinden koşun…

Yazımızı beğendiyseniz hemen alttaki Sosyal medya butonlarından arkadaşlarınızla paylaşabilirsiniz. Öneri veya eleştirilerinizi alttaki yorumlar bölümünden yapabilirsiniz. Elektroniktasarımlar.com ailesi olarak bir çok yeni içerik eklemeye devam edeceğiz. Bizi takip etmeyi unutmayın. Okuduğunuz için teşekkür ederiz.

Paylaşın, Herkes Faydalansın!

Yorum Ekle

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir