Остання редакція: 2025-11-21
Анотація
Робота присвячена критичній проблемі стабілізації електромереж в умовах прискореного впровадження відновлюваних джерел енергії, таких як сонячна та вітрова генерація. Мінливість відновлюваних джерел енергії вимагає технологій накопичення енергії для потреб комунальної енергетики. Традиційні літій-іонні акумулятори, незважаючи на високу щільність енергії, обмежені за швидкістю зарядки/розрядки та мають недостатній термін служби для високоциклічних комунальних застосувань. Мета дослідження полягає у вивченні потенціалу суперконденсаторів на вертикально вирощеному графені, як рішення для накопичення енергії. Суперконденсатори пропонують надзвичайно високу питому потужність та циклічну довговічність, що є незамінним для демпфування пікових навантажень. Вертикально вирощений графен має унікальну 3D-наноархітектуру, що максимізує доступну площу поверхні та створює відкриті канали для швидкого іонного транспорту, що збільшує як питому ємність, так і швидкість заряду/розряду. Незважаючи на технічну придатність, головним бар'єром для масового впровадження є високий початковий капітал, що значно перевищує вартість літій-іонних акумуляторів. Проте, низькі експлуатаційні витрати технологій накопичення енергії на основі суперконденсаторів та вертикально вирощеного графену забезпечують нижчу загальну вартість у довгостроковій перспективі.