車(chē)用超級電容電池/熱電技術(shù)崛起

　　來(lái)自英國劍橋的科技產(chǎn)業(yè)顧問(wèn)機構 IDTechEx 董事長(cháng)Peter Harrop表示，有一種新型態(tài)的電力儲存裝置，結合了超級電容(supercapacitor)與鋰離子電池的優(yōu)勢，并能藉由汽車(chē)引擎的熱能來(lái)充電，將是未來(lái)包括工業(yè)用卡車(chē)、軍用車(chē)輛等交通工具動(dòng)力來(lái)源的理想選擇。

　　“這種超級電容電池(supercabatteries)具備電池與超級電容的特性，通常介于兩者之間;該蓄電裝置有以鉛酸(lead-acid)電池或鎳(nickel)電池為基礎的版本，而市場(chǎng)主要關(guān)注的是采用鋰離子電極以及超級電容電極的類(lèi)型;”Harrop指出：“那些非對稱(chēng)(asymmetric)電化學(xué)雙層電容器(electrochemical double layer capacitor，EDLC)也被稱(chēng)為鋰離子電容，因為具備充放電速度較快以及其他較優(yōu)異的特性，有取代車(chē)用鋰離子電池與超級電容的潛力。”

　　Harrop表示，超級電容電池正獲得全球各家前瞻汽車(chē)制造商的青睞，包括BMW、Ford、Komatsu以及日本官方研究機構AIST。

　　超級電容電池結合電池與超級電容的特性，也被稱(chēng)為混合式電容器(hybrid capacitor)(來(lái)源：IDTechEx)

　　而Harrop也認為，可轉換為能量、否則將以發(fā)熱形式流失的熱電(thermoelectrics)，將會(huì )在未來(lái)成為應用于各種車(chē)輛以及其他領(lǐng)域的常見(jiàn)技術(shù)：“熱電裝置將會(huì )在2025年成為一個(gè)規模達10億美元的獨立市場(chǎng)，包括汽車(chē)應用在內。”

　　截至目前為止，熱電技術(shù)很少有成功的案例，僅有一些罕見(jiàn)的創(chuàng )新應用。例如EnOcean Alliance曾利用附著(zhù)于散熱器(radiator)的熱電裝置產(chǎn)生微小UHF脈沖，以執行無(wú)線(xiàn)大樓控制;Schneider Electric則利用熱電裝置為無(wú)線(xiàn)感測器供電，在銅電線(xiàn)過(guò)熱時(shí)就會(huì )觸發(fā)警報。

　　熱電材料能將廢氣或馬達的散熱轉換為能量，為超級電容電池充電(來(lái)源：IDTechEx)

　　不過(guò)至今熱電裝置進(jìn)軍汽車(chē)應用卻都沒(méi)有成功;例如BMW研究了20年，也只能實(shí)現約十分之一、也就是3%左右的熱電轉換率理論最大值。2014年，日本大型工程車(chē)制造商Komatsu KELK則證明，其熱電轉換創(chuàng )新技術(shù)能回收1.5KW的能量、將熱電轉換效率提升至7.5%左右。IDTechExj預測，熱電能量采集方法將在2018年大量運用于巴士及混合動(dòng)力車(chē)輛中;而各種大型車(chē)輛將首先受惠于這種技術(shù)，因為它們產(chǎn)生的熱足夠讓熱電技術(shù)實(shí)用化。

　　IDTechEx也預測，超級電容電池到2020年將會(huì )成為所有混合動(dòng)力車(chē)輛的常見(jiàn)配備，而搭配熱電能量采集裝置能進(jìn)一步擴展其市場(chǎng)版圖，催生更小型的超級電容電池。例如美軍預測到2020年，將可藉由這類(lèi)裝置的運用減少70%的能源消耗。

　　IDTechEx則預測，到2025年全球將有900萬(wàn)混合動(dòng)力車(chē)輛使用熱電技術(shù);此外到2030年混合動(dòng)力車(chē)輛的銷(xiāo)售量將持續超越純電動(dòng)車(chē)，原因是純電動(dòng)車(chē)無(wú)法產(chǎn)生足夠的熱能，讓那時(shí)候的先進(jìn)熱電材料利用。而在2030年，銷(xiāo)售量將持續超越混合動(dòng)力與電動(dòng)車(chē)的傳統汽油動(dòng)力車(chē)輛，也將受惠于熱電技術(shù)，為暖氣、通風(fēng)馬達(ventilation motors)以及其他電動(dòng)配件。