Tecnología

Anatomía de la nueva industria de supercondensadores

Las sorpresas abundan en el nuevo informe de investigación de IDTechEx, "Supercapacitor Markets, Technology Roadmap, Opportunities 2021-2041". En 2010, no había fabricantes chinos entre los diez principales fabricantes de supercondensadores. En 2020, el 40% de ellos son chinos. Esto se ha logrado mediante un I + D mundial, al estar en uno de los mercados más grandes a nivel mundial, una fuerte inversión y apoyo gubernamental, incluido el comercio de protección.

Raghu Das, director ejecutivo de IDTechEx, advierte: "Los fabricantes de supercondensadores solían dividirse entre los que fabricaban los pequeños para la electrónica y los que también fabricaban formatos similares planos o cilíndricos para la ingeniería eléctrica, como el arquetípico cilindro 2.7V 3000F. Ya no. Un mercado considerable para incluso grandes supercondensadores está surgiendo rápidamente. El primer gran éxito con los grandes son los arrancadores start-stop de automóvil de alrededor de 20 Wh, con más de cinco millones vendidos. El número de fabricantes de automóviles que buscan ese "fit and forget", obtienen más electricidad, desperdician menos electricidad. La extensión natural de esta lógica es la adopción recientemente comprometida de supercondensadores más grandes para la reducción de picos y el aumento de aceleración a 30-100Wh en todas las baterías en vehículos híbridos medios, luego híbridos totales y luego reemplazando totalmente la batería de iones de litio, si Los coches eléctricos puros no han destruido el negocio de los coches híbridos para entonces ".

Las nuevas versiones grandes aparecen en trenes a 1kWh y 1MWh aparecen como fuentes de alimentación ininterrumpidas para hospitales y centros de datos que se duplican para reducir los picos. Hay un largo camino desde los pequeños supercondensadores generalmente hechos según los estándares, fáciles de fabricar y en su mayoría comercializados a precios de 1 centavo / F o menos. IDTechEx cuenta con el 89% de los fabricantes de supercondensadores que los fabrican, aunque Panasonic salió recientemente. El 37% de estos están en China porque los exporta con fuerza, su participación en la demanda de valor de supercondensadores es solo del 27% debido a su precio de obsequio y a la demora en el start-stop del automóvil.

Una excepción a la mercantilización son los pequeños supercondensadores en forma de híbridos de batería-supercondensador BSH, los aeroespaciales y militares que funcionan a 150 ° C, los híbridos de condensador-supercondensador que superan los electrolíticos de tantalio en la ondulación y de una quinta a una décima parte del tamaño y peso y unos en formatos extraños como para ir en un reloj o una tarjeta inteligente. Los que trabajan a 85C, -40C y 3V como celdas individuales son menos comunes y tienen menos demanda.

Los híbridos de batería-supercondensador (BSH) son casi siempre condensadores de iones de litio. Ofrecen una mayor densidad de energía a menudo con un ciclo de vida efectivamente infinito y una mejor retención de carga que los supercondensadores puros. Densidad de energía varias veces mayor que la de los supercondensadores EDLC puros. Casi siempre se limita a pequeñas unidades para la electrónica. IDTechEx calcula que el 24% de los fabricantes de supercondensadores ahora tienen una gama BSH y de ese 32% se fabrican en China, donde tienen mayor éxito comercial. China lidera el mundo aquí, en parte porque tiene muchos BSH grandes.

Varias empresas declaran que sus supercondensadores son "grafeno" como una insignia de honor. Puede significar no inflamable, relativamente no tóxico, sin uso del carcinógeno volátil y tóxico acetonitrilo, resistencia en serie valiosamente mejorada, mejor voltaje y densidad de energía en un EDLC puro, todo lo bueno que justifica un precio más alto.

Raghu Das añade: "IDTechEx mide que el 8,75% de los fabricantes de supercondensadores ahora ofrecen versiones de grafeno, frente a cero hace diez años. El 43% de los fabricantes que utilizan grafeno están en China, por lo que están por delante en números, aunque ciertamente no en la investigación de supercondensadores de grafeno". gran parte de la cual está dirigida al mercado emergente masivo para reemplazar baterías de iones de litio y plomo-ácido con la densidad de energía más alta de 100Wh / kg o más. En la investigación, esto generalmente se logra mediante la pseudocapacitancia aumentada, aunque algunos perfeccionan la tecnología de los nuevos comerciales Supercondensadores de iones de litio de 100 Wh / kg. El 33% del material del supercondensador investiga el grafeno centrado en el grafeno seguido de los nanotubos de carbono y luego los marcos orgánicos metálicos ".

Los grandes supercondensadores son más difíciles de fabricar, más rentables y representan la mayor parte del mercado accesible 2021-2041. A diferencia de los pequeños, normalmente vienen con electrónica de potencia integral para un funcionamiento óptimo y seguro, microprocesadores para una respuesta inteligente, a menudo sistemas de refrigeración. El 47,5% de los fabricantes de supercondensadores ahora afirman fabricarlos, frente a unos pocos en el pasado. Sin embargo, muchos de ellos apenas están en el negocio, y sus entradas web son más una lista de deseos que una realidad. El 34% de estos se encuentran en China; no hay dominio, aunque está aumentando rápidamente a este respecto. Esto se ve favorecido por el hecho de que una cantidad desproporcionada de la demanda de grandes supercondensadores se encuentra en China y el Gobierno solicita que todas las partes de trenes, autobuses, etc... se fabriquen en China. Por otro lado, China está muy atrasado en la investigación de supercondensadores en la carrocería, piel inteligente y otros radicales carrocería de supercondensadores, piel inteligente y otros avances radicales incluidos en el informe de investigación de IDTechEx, "Supercapacitors Materials and Formats 2020-2040".

Raghu Das predice: "Las adquisiciones y fusiones continuarán. Es posible que se creen negocios de supercondensadores de miles de millones de dólares para el 2045. Si los mercados a los que se dirige el análisis están fuertemente penetrados, entonces será mucho antes. Dadas las decepciones pasadas, nuestro pronóstico alcista actualmente es de 7.000 millones de dólares en 2041 ".

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