Superkondensatory z myślą o maksymalizacji mocy ogniw paliwowych
Ogniwa paliwowe to urządzenia służące do przekształcania energii. Energia przechowywana w ogniwie, zasilanym np. paliwem wodorowym, jest zamieniana na energię pracy, umożliwiając zasilanie niewielkich urządzeń. Przekształcenie to proces jednoetapowy, dzięki któremu ogniwa są bardziej wydajne niż typowe urządzenia oparte na spalaniu. Cechują się niewielką liczbą ruchomych części, co wpływa korzystnie na ich niezawodność, a także umożliwia zmniejszenie kosztów utrzymania oraz hałasu. Oferują również możliwość zredukowania nacisków, niestabilności i kosztów związanych z rynkiem paliw kopalnych, a także zapewniają zrównoważoną i czystą formę odnawialnej energii. Jedną z największych przeszkód na drodze do ich popularyzacji i wdrożenia w niewielkich urządzeniach przenośnych jest znacznie ograniczona trwałość w przypadku zmiennych obciążeń. Biorąc pod uwagę, że w rzeczywistości większość obciążeń cechuje zmienność (na przykład skoki zasilania podczas rozruchu), przydatność komercyjna jest ściśle powiązana ze wzmocnieniem trwałości komponentów ogniw w takich warunkach. Badacze europejscy rozpoczęli prace w ramach projektu "Zaawansowany, dynamiczny generator ekologiczny do wielu zastosowań" (FEMAG) w celu opracowania nowoczesnego generatora energii. Projekt uwzględniał integrację ogniw z superkondensatorami, co miało na celu uporanie się ze skokami energii i zapewnienie trwałego i dynamicznego źródła zasilania niewielkich urządzeń przenośnych. Kondensatory, niewielkie komponenty powszechnie obecne na obwodach drukowanych, to urządzenia magazynujące ładunek. Superkondensatory mają możliwość przechowywania tysiąckrotnie większej ilości energii niż tradycyjne kondensatory. Są one stosowane w warunkach krótkich cyklów ładowania-rozładowania, uwzględniających wysokie napięcie przez krótki czas. Architektura systemu FEMAG została oparta o superkondensatory, aby umożliwić obsługę szczytowych obciążeń; ogniwa paliwowe zapewniające zasilanie w normalnych, stabilnych warunkach; akumulator zastępczy, gdy zapotrzebowanie na moc przekracza maksymalną pojemność ogniwa oraz inteligentny konwerter, który przełącza komponenty w zależności od obciążenia. Naukowcy opracowali dwa prototypy – niskoenergetyczny, do montażu w wózku inwalidzkim, i średnioenergetyczny, do użycia w zautomatyzowanych pojazdach sterowanych (AGV). Technologia FEMAG ma przed sobą bardzo obiecującą przyszłość. Konsorcjum zidentyfikowało 20 potencjalnych zastosowań i przygotowało dla nich plany. W niedalekiej przyszłości generatory wodorowe do niedrogich, przenośnych zastosowań mogą stać się konkurencyjną alternatywą dla dzisiejszych generatorów zasilania.
