关于电磁弹射器的储能技术
最近一段时间,关于我国新一代航母的飞机起飞方案,众说纷坛,有说滑跃起飞的,也有说采用新一代电磁弹射器起飞的.我就以电磁弹射技术来说说中国在这一方面的发展.
首先,我先说说储能装置的发展历程,第一代储能装置也就是以前常见的发条,以前的钟表上常用的,第二代就是电池,各种各样的电池,铅酸电池,镍氢电池,以及现在普遍的锂电池,而第三代储能装置就是超级电容,在这一方面,我国在80年代就开始研发,现在已经取得了很大的成果。我就简单说说超级电容的特性。像手机电池现在基本都是锂电池了,大家都知道,充电时间长达数小时,而电量也不太满意,好的也就才5AH,我普遍都在2~3AH左右,而且寿命也不理想,充放电好的也就能达到700次左右。而与超级电容相比,超级电容充电仅需数秒时间,就可达到95%的电量,而且能量密度相当大,也就是电量相当大,还有一个优势就是充电电压上下限很宽,而手机充电电压则是固定的,与现在手机电池相比,同样的体积,而电量至少可比手机电容多出10倍以上(这个10倍指的是民用方面的超级电容,不包括军用方面的),而且理论上循环使用寿命可达50万次,在实际使用中,20万次是绰绰有余的,此外,在原料来原和生产过程以及报废拆解过程中,可以说是纯绿色无污染,而且使用环境也比锂电池好,在-40~+70摄氏度的情况下,都可以正常使用。
在弹射器弹射飞机的时候,储能装置需事先存储能量,在弹射过程中,也就是能量转化,如果使用电池储能的话,不可能先充几小时电,再弹一架飞机吧,而超级电容就为这一新技术提供了有力支撑,仅需数秒就可以完成储能—释放,这个环节,也就相当于几秒就可以弹射一架飞机起飞,接下来我再说说我国的超级电容方面的使用情况。
现在我国的超级电容主要是中国的电力方面在采用,比如在大城市的用电低峰期储能,在用电高峰期释放能量,特别是夏天的时候,白天用电量低,而晚上用电量则大大上升。最近几年的世界大停电事故,除去天气因素之外,中国在这一方面基本没有出现过百万人以上的突然停电的事故,而在1977年7月13号的美国纽约大停电影响了900万人口、2006年11月4日的欧洲大停电波及数个国家超过1000万人口、2012年8月1日印度大停电事影响了6.7亿人口、2003年8月15日美国东北部和加拿大的大停电事故波及到5000万人,这都是城市电力的分配或是错峰用电方面的问题,如果大面积在电力系统里使用超级电容,很多这类事故都可以避免,而我国在80年代开始研究超级电容之后,自2000年以后年基本没有发生过这样的问题(2008年冰雪灾害湖南大停电是恶劣天气造成),说明我国在超级电容的实际使用中已经走在世界前列,可以说是已经积累了相当的经验,既然有了如此多的经验,那中国新一代的航母采用电磁弹射器也不是不可能的事情。但民用和军用毕竟是两回事,具体的要等中国新一代航母面世之后才说得清。
最后再说说研发超级电容器的国家,只有区区几个,德国、法国、日本、韩国、加拿大、美国和中国,在实际使用上,日本是走前最前列的,中国应该是排在第二,在未来的超级电容使用领域,中国还有很长的路要走。
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