niveaux de densité énergétique
First Graphene Limited (ASX : FGR ; "First Graphene" ou "la Société") a le plaisir d'annoncer l'atteinte d'une étape critique dans son programme de développement de matériaux de supercondensateurs à haute performance. Auparavant, la société avait annoncé que des "matériaux actifs hybrides" à haute capacité pouvaient être mis à l'échelle avec succès grâce à sa technologie unique de processus électrochimique. Ces nouveaux matériaux ont démontré une capacité élevée par unité de surface lorsqu'ils ont été testés dans un prototype de cellule simple. Les travaux récents se sont concentrés sur le développement d'une nomenclature optimisée pour un dispositif de supercondensateur afin de fournir une énergie et des densités de puissance élevées.
First Graphene a maintenant le plaisir d'annoncer qu'après de multiples essais en laboratoire, la société a démontré que dans une cellule d'essai standard, les matériaux actifs hybrides PureGRAPH® sont plus performants que les principaux matériaux en charbon actif sur 100 cycles. La figure 1 montre que les matériaux actifs hybrides PureGRAPH® ont une capacité spécifique de 140 farads par gramme (F/g) alors que les cellules de charbon actif ont généralement une capacité spécifique de 35 F/g. Cela démontre clairement que les matériaux actifs hybrides PureGRAPH® peuvent être formulés avec succès dans une suspension d'électrode pour être utilisés dans la fabrication de dispositifs, en conservant leur capacité spécifique élevée et en fonctionnant à des taux de charge/décharge élevés.
Un examen détaillé de la littérature indique que la poursuite des progrès vers des dispositifs à densité de puissance et d'énergie plus élevée nécessite le développement de dispositifs de supercondensateurs améliorés. La recherche s'est orientée vers une nomenclature améliorée pour le dispositif, qui comprend des électrolytes et des séparateurs améliorés. Les recherches publiées indiquent qu'une cellule optimisée à forte capacité fonctionnant à haute tension peut atteindre l'objectif "10 plus 10" d'une densité de puissance supérieure à 10kW/L et d'une densité d'énergie supérieure à 10Wh/L.
Des électrolytes alternatifs ont été testés par la société pour obtenir des densités de puissance et d'énergie élevées. Lors d'un premier test avec un électrolyte aqueux dense et protique pour permettre une fenêtre de tension plus élevée, First Graphene a démontré une augmentation de la densité d'énergie de 85%.
D'autres modifications de l'électrolyte sont en cours de développement et la société a établi des relations avec des experts de premier plan en matière de conception de cellules et de matériaux d'électrolyte. En identifiant les combinaisons idéales de matériaux actifs et d'électrolytes pour les hybrides PureGRAPH®, First Graphene prévoit une performance de premier ordre avec une densité de puissance supérieure à 10kW/L et une densité énergétique supérieure à 10Wh/L.
Commercialisation
Ayant démontré une amélioration significative des performances par rapport au charbon actif, First Graphene est maintenant en position de force pour développer des partenariats commerciaux avec de grandes entreprises de fabrication de supercondensateurs dans le monde entier qui cherchent à développer la prochaine génération de supercondensateurs. Aucun accord n'est actuellement en place et aucune évaluation de l'impact économique n'est encore disponible.
Il s'agit d'une percée technologique clé pour la société, qui permet d'améliorer l'accès à un tout nouveau segment de marché au niveau mondial.
Le marché et les applications
Le marché des dispositifs à supercondensateurs devrait passer de 409 millions de dollars US en 2020 à 720 millions de dollars US d'ici 2025, avec un TCAC prévu de 12,0 %. La croissance du marché est stimulée par la demande croissante dans les applications de récolte d'énergie et l'utilisation croissante des supercondensateurs dans les trains et les avions. En outre, l'augmentation de la demande mondiale de véhicules électriques est susceptible d'alimenter la croissance du marché.
Les applications potentielles à grand volume comprennent les alimentations jumelées supercondensateur-batterie dans lesquelles le supercondensateur fournit un lissage de la puissance de pointe pendant l'accélération ou le freinage par récupération, ce qui réduit la charge sur les batteries et prolonge leur durée de vie.
La société a effectué un examen approfondi des dispositifs à supercondensateurs, y compris une analyse de bureau et des essais de dispositifs disponibles à haut rendement. Les meilleurs dispositifs actuels de leur catégorie ont une densité de puissance supérieure à 10 kW/L et une densité d'énergie supérieure à 5 Wh/L. Pour y parvenir, la cellule doit avoir une capacité spécifique élevée et la capacité de fonctionner dans une fenêtre de tension élevée.
Technologies de stockage de l'énergie
Les supercondensateurs, qui sont basés sur la capacité électrique à double couche (EDLC), offrent une charge et une décharge rapides, ce qui donne une densité de puissance élevée. Ces supercondensateurs utilisent généralement du charbon actif comme support de stockage de charge à haute surface. Ils ne dépendent pas d'une réaction chimique car ils fonctionnent sur la séparation des charges au sein du dispositif. Cela signifie que les supercondensateurs EDLC sont stables et peuvent généralement supporter de nombreux cycles de charge/décharge.
Pour les véhicules électriques (VE), un dispositif de stockage d'énergie idéal combine une batterie chimique à haute densité d'énergie (pour permettre la conduite sur de longues distances) et un supercondensateur capable de se charger et de se décharger rapidement pour gérer efficacement les périodes où une puissance élevée est nécessaire pendant des temps relativement courts, comme lors du démarrage et de l'arrêt. Cela permettra de prolonger la durée de vie de la batterie et, en fin de compte, d'augmenter l'autonomie du véhicule.
La technologie des pseudo-condensateurs constitue la voie idéale vers ce système combiné. Le stockage de la charge s'effectue par le biais du mécanisme de capacité électrique à double couche et de réactions redox rapides entre les ions de l'électrolyte et les matériaux actifs à la surface de l'électrode. La pseudo-capacité peut augmenter considérablement les performances d'un supercondensateur. Il a été démontré que les matériaux actifs hybrides PureGRAPH® de First Graphene permettent d'atteindre la pseudo-capacité.
Michael Bell, directeur général et CEO de First Graphene, a déclaré : "Nous continuons à faire de bons progrès sur le marché en pleine émergence des matériaux de stockage d'énergie. Nous avons prouvé que nous pouvions fabriquer des matériaux robustes et de haute capacité à partir de nos produits PureGRAPH®. Notre prochain défi consiste à optimiser les performances avec d'autres composants du dispositif, en mettant l'accent sur un électrolyte approprié. Nous avons établi d'importantes relations stratégiques pour y parvenir."
Pour plus d'informations, visitez le site
[This is automatically translated from English]