kategoriler: Öne Çıkan Makaleler » İlginç elektrik haberleri
Görüntülenme sayısı: 40842
Makale hakkında yorumlar: 8
Süper kapasitörler nedir
İyonlaştırıcılar, süper kapasitörler, ultrakapasitörler - teknolojinin yaratılış ve gelişim tarihi
7 Haziran 1962'de Cleveland, Ohio'daki Amerikan Standard Oil Company'de (SOHIO) bir kimyager olan Robert Reitmayer, elektrik enerjisini çift katmanlı bir kapasitörde depolama mekanizmasını detaylandıran bir patent başvurusu yaptı.
Eğer varsa geleneksel kapasitör Alüminyum plakalar geleneksel olarak bir dielektrik tabaka ile yalıtıldığı için mucit tarafından önerilen düzenlemede, vurgu doğrudan plakaların malzemesi üzerine yerleştirildi. Elektrotlar farklı iletkenliğe sahip olmak zorundaydı: bir elektrotun iyonik iletkenliğe sahip, diğeri ise elektronik.
Bu nedenle, bir kapasitörün şarj edilmesi sürecinde, elektronik iletkende elektronların ve pozitif merkezlerin ayrılması ve iyonik iletkende katyonların ve anyonların ayrılması olacaktır.
Elektronik iletkenin gözenekli karbondan yapılması önerildi, daha sonra iyonik iletkenin sulu bir sülfürik asit çözeltisi olabileceği önerildi. Bu durumda, yük bu özel iletkenlerin (aynı çift katman) arayüzünde depolanır. Bu ilk iyonlaştırıcıların potansiyel farkı 1 volt değerine ve farads kapasitans birimine ulaşabilir, çünkü şimdi plakalar arasındaki mesafe 5 nanometreden azdı.
1971 yılında, lisans o zamanlar elektronik iletişimin tüm alanlarında faaliyet gösteren Japon NEC şirketine devredildi. Japonlar teknoloji pazarında teknoloji teşvik başarılı denilen "Supercapacitor".
Yedi yıl sonra, 1978'de Panasonic, bu pazarda da başarı elde eden Altın Kapasitör'ü piyasaya sürdü. Başarı, SRAM uçucu belleğine güç vermek için iyonlaştırıcıların kullanılması kolaylığı ile sağlanmıştır. Bununla birlikte, bu iyonlaştırıcılar, enerjiyi hızlı bir şekilde çıkarma yeteneğini sınırlayan ve bu nedenle uygulama aralığını büyük ölçüde daraltan yüksek iç dirence sahiptir.
1982 yılında, Los Gatos, California'da bulunan ve elektrot ve elektrolit malzemelerini geliştirmek için çalışan Amerikan Pinnacle Araştırma Enstitüsü (PRI) uzmanları, piyasada PRI Ultracapacitor adı altında ortaya çıkan son derece yüksek enerji yoğunluğu iyonlaştırıcılar geliştirdi .
10 yıl sonra, 1992 yılında, Maxwell Laboratories (daha sonra Maxwell Technologies, San Diego, California, ABD olarak yeniden adlandırıldı) "Boost Caps" adlı PRI teknolojisi geliştirmeye başladı. Amaç, güçlü elektrikli ekipmanlara güç verebilmek için düşük dirençli yüksek kapasiteli kapasitörler yaratmaktı.
Şek. 1. SAMWHA ELEKTRİK süper kapasitör DH5U308W60138TH
1999 yılında Tayvanlı şirket UltraCap Technologies Corp. Ayrıca o zamana kadar çok geniş bir alan elektrot seramiği geliştiren PRI ile işbirliği yapmaya başladı ve 2001 yılına kadar Tayvan'ın ilk yüksek kapasiteli ultrakapasitörü piyasaya sürüldü. Bu andan itibaren, dünyanın birçok araştırma enstitüsünde teknolojinin aktif gelişimi başladı.
Rusya pazarında oyuncular da var, bu yüzden Ultracapacitors Phoenix (UKF LLC) şirketi, süper kapasitörlere / iyonlaştırıcılara dayanan çözümlerin ve sistemlerin tasarımı, geliştirilmesi, üretimi ve pratik uygulaması konusunda uzmanlaşmış bir mühendislik şirketidir. Şirket, en iyi dünya üreticileriyle yakın işbirliği içinde çalışıyor ve deneyimlerini aktif olarak devralıyor.
İyonistlerin kullanımı
Her farad birimi başına iyonlaştırıcılar, birçok cihazda yedek güç kaynakları olarak hak edilmiş bir kullanım almıştır.TV ve mikrodalga fırınların zamanlayıcılarının gücüyle başlayarak karmaşık tıbbi cihazlarla bitiyor. Kural olarak, iyon kartlar bellek kartlarına takılır.
Bir video veya kameradaki pili değiştirirken, iyonistör, ayarlardan sorumlu olan bellek devrelerinin gücünü destekler, aynı şey müzik merkezleri, bilgisayarlar ve diğer benzer ekipmanlar için de geçerlidir. telefonları, elektronik elektrik sayaçları, güvenlik alarm sistemleri, elektronik ölçüm cihazları ve tıbbi cihazlar - süper kapasitörler her yerde uygulama bulmuştur.
Şek. 2. Süper kapasitörler (iyonistörler)
Küçük organik elektrolit iyonistörlerin maksimum voltajı yaklaşık 2.5 volttur. Daha yüksek izin verilen voltajları elde etmek için, iyonistörler akülere, mutlaka şönt dirençler kullanılarak bağlanır.
İyonistörlerin avantajları arasında: yüksek şarj-deşarj oranı, pillere göre yüz binlerce şarj döngüsüne direnç, elektrolitik kapasitörlere kıyasla düşük ağırlık, düşük toksisite, sıfıra deşarj toleransı.
Şek. 3. Süper kapasitörlerde kesintisiz güç kaynağı
Şek. 4. süperkapasitör araba modülleri
umutları
İyonistörlerin geliştirilmesinde, spesifik kapasiteleri gittikçe artmaktadır ve büyük olasılıkla, er ya da geç bu, birçok teknik alanda pillerin süper kapasitörlerle tamamen değiştirilmesine yol açacaktır.
Riverside'daki California Üniversitesi'nden bir bilim insanı ekibi tarafından yapılan son çalışmalar, yeni bir iyonizatör tipinin rutenyum oksit parçacıklarının biriktiği gözenekli bir yapıya dayandığını göstermiştir. grafenneredeyse iki kez en iyi meslektaşlarından üstün.
Araştırmacılar, "grafen köpük" gözeneklerinin geçiş metali oksit parçacıklarını tutmak için uygun nanosizelere sahip olduğunu keşfettiler. Rutenyum oksit süper kapasitörler artık en umut verici seçenek. Sulu bir elektrolit üzerinde çalışması güvenli olup depolanan enerjide bir artış sağlar ve piyasadaki en iyi iyonlaştırıcılara kıyasla izin verilen amperi iki kat artırır.
Hacimlerinin her santimetreküpü için daha fazla enerji depolarlar, bu nedenle pilleri değiştirmelisiniz. Her şeyden önce, giyilebilir ve implante edilebilir elektroniklerden bahsediyoruz, ancak gelecekte, yenilik kişisel elektrikli araçlara da dayanabilir.
Grafen, grafen ile birlikte gözenekli bir karbon yapısı oluşturan karbon nanotüpler için bir destek görevi gören nikel parçacıkları üzerine katman katman biriktirilir. Çapı 5 nm'den az olan rutenyum oksit partikülleri, sulu çözeltiden elde edilen nanoporlara nüfuz eder. İyonizörün elde edilen yapıya dayanan özgül kapasitesi, gram başına 503 farads olup, 128 kW / kg'lık bir özgül güce karşılık gelir.
Şek. 4. Bir grafen süper kapasitör üzerinde şarj cihazı
Bu yapıyı ölçeklendirme yeteneği zaten temeli atmış ve enerji depolamak için ideal araçları yaratmanın temellerini atmıştır. “Grafen köpüğü” ne dayanan iyonizatörler ilk testleri başarıyla geçtiler ve burada bozulmadan sekiz bin kereden fazla şarj etme yeteneği gösterdiler.
Ayrıca bkz. electro-tr.tomathouse.com
: